如图*所示,小明家新装了一台智能电热马桶盖,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额...
问题详情:
如图*所示,小明家新装了一台智能电热马桶盖,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率为 22W和44W.利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图,如图21乙所示,用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝,开关S2可分别接a、b或c触点,电路接入家庭电路中时均能正常工作.
(1)当断开S1,将S2接c点时,定值电阻R1和R2 _____联,求此档位的加热电流是多少安?
(2)用中温档加热10min,求消耗电能多少焦耳?
(3)求高温档加热的额定功率是多少瓦?
【回答】
串 0.1 A 2.64×104 J 88 W
【详解】
(1)当开关S1断开、S2接c点时,定值电阻R1和R2 串联,电路电阻最大;
根据可知,电压一定时,电路中的总电阻越大,电路的总功率越小,电热马桶盖处于低温挡.
由可得,此挡位的加热电流:
.
(2)中温挡加热时间为,
由可得,中温挡加热10 min消耗的电能:
.
(3)当开关S1闭合、S2接b或c时,电路为R1的简单电路,电热马桶盖处于中温挡,
由可得,定值电阻R1的阻值:
.
当开关S1断开、S2接c时,定值电阻R1与R2串联,电热马桶盖处于低温挡,
则电路中的总电阻:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,定值电阻R2的阻值:
.
当开关S1闭合、S2接a时,R1与R2并联,电热马桶盖处于高温挡,
因为总功率等于各电阻功率之和,所以高温时功率为中温档功率的2倍,
即:.
【点睛】
重点是电功率变形公式的应用,牢记和,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单.另外是读懂电路图,知道开关连接在不同位置时,两电阻的连接情况,从而判断三个档位.
知识点:电功率
题型:综合题
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