图*是某家用电熨斗.电路原理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为110Ω,通过S1、S2实现温度控制.电源...
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图*是某家用电熨斗.电路原理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为110Ω,通过S1、S2实现温度控制.电源电压为电熨斗的额定电压220V,电熨斗消耗的最大功率为660W.
(1)只闭合S1,求通过R1的电流;
(2)只闭合S2,求R2在60s内产生的热量;
(3)为适应更多衣料,小明对电路做了改造(如图*).当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时,移动滑片P,相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化.求滑动变阻器最大阻值至少为多少?
【回答】
(1)2A;(2)13200J.(3)220Ω.
【详解】
(1)由图乙知道,只闭合S1 时,为R1 的简单电路,由I=U/R知道,此时通过R1 的电流是:
I1 =U/R1=220V/110Ω=2A;
(2)由图乙知道,当只闭合S1 时,为R2的简单电路;当闭合S1、S2 时,R1与R2 并联,电路的总电阻最小,电路的总电流最大,且电路的最大总电流是:
I=P/U=660W/220V=3A,
由P=UI=U2R知道,此时电熨斗消耗的功率最大,由于并联电路中各支路*工作、互不影响,所以,此时通过R1 的电流仍是:
I1 =2A,
所以,当只闭合S2 时通过R2 的电流是:
I2 =I-I1 =3A-2A=1A,
所以,R2 在60s内产生的热量:
Q2 =W2 =UI2 t=220V×1A×60s=1.32×104 J.
(3)由于I1>I2,所以,当只闭合S2时,图乙电路中的电流最小,电熨斗的电功率最小,即处于低温工作状态,且R2 的阻值是:
R2 =U/I2=220V/1A=220Ω,
由图*知道,控制电熨斗原低温工作状态不变时,应只闭合S2 ,电路为R2 与滑动变阻器串联,若发热体的功率为原功率的25%,则滑动变阻器要完全接入电路中,由串联电路的特点知道,此时电路的电流是:
I2′=
此时电路的总电阻是:
R=U/I2′=220V/0.5A=440Ω,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器最大阻值是:
R滑 =R-R2 =440Ω-220Ω=220Ω
【点睛】
本题考查的是串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式及电热公式的应用,解题的关键是正确的判断两电路中低温工作状态电路的连接方式,有一定的难度.
知识点:欧姆定律
题型:计算题
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