Question

如圖是電飯鍋的實物圖，圖（甲）是它的內部電路圖，圖（乙）是電路簡圖．它有“高溫燒煮”和“燜飯、保溫”兩擋，由溫控開關自動控制．煮飯時，先要按下溫控開關按鈕；到達設定溫度（飯已煮熟），按鈕會自動彈起．
（1）對照觀察圖（甲）和（乙），溫控開關按鈕未按下時，“燒煮電路部分”與“保溫電路部分”是________關系（選填“串聯”或“并聯”）；按下溫控開關按鈕，“燒煮電路部分”的電壓為________V，“保溫電路部分”將________（選填“工作”或“不工作”）；溫控開關按鈕彈起后，電路中的電流比原來________（選填“大”或“小”）．

（2）當溫控開關按鈕按下時，電飯鍋電路的總功率為1100W．求：“燒煮電路部分”的電阻R₁．
（3）溫控開關按鈕彈起后，電飯鍋電路的總功率為44W．求：①電路中的電流；②“保溫電路部分”的電阻R₂．
（4）已知，只有當指示燈和限流器兩端的電壓與電源電壓相差不大時，指示燈才會發光．請通過相關計算或分析，說明為什么溫控開關按鈕彈起時，紅燈熄滅而黃燈亮．

Answer 1

已知：U=220V，P=110W，P′=44W
求：R₁，I′，R₂，U₁，U₂
解：（1）溫控開關按鈕未按下時，“燒煮電路部分”與“保溫電路部分”順次連接，因此它們是串聯關系；
因為家庭電路的電壓為220V，所以按下溫控開關按鈕，“燒煮電路部分”的電壓為220V；
當“燒煮電路部分工作”時，“保溫電路部分”被短路，因此保溫電路不工作；
當溫控開關按鈕彈起時，R₁與R₂串聯，電路中的總電阻增大，由歐姆定律可得：電路中的電流比原來小．
（2）當溫控開關按鈕按下時，電路中只有R₁工作
==44Ω；
（3）當溫控開關按鈕彈起時，R₁與R₂串聯
I′===0.2A；
R_總===1100Ω，
R₂=R_總-R₁=1100Ω-44Ω=1056Ω；
（4）當溫控開關按鈕彈起時，R₁與R₂串聯
因為U₁=I′R₁=0.2A×44Ω=8.8V 遠遠小于220V；
U₂=U-U₁=220V-8.8V=211.2V與220V比較接近．
所以，紅燈不亮黃燈亮．
答：（1）串聯，220，不工作，小；
（2）“燒煮電路部分”的電阻R₁為44Ω；
（3）①電路中的電流為0.2A；②“保溫電路部分”的電阻R₂為1056Ω；
（4）因為紅燈兩端的電壓遠遠小于其額定電壓，而黃燈兩端的電壓與額定電壓接近，因此紅燈不亮黃燈亮．
分析：（1）根據串并聯電路的特點進行識別；家庭電路的工作電壓為220V，根據電路的狀態確定保溫電路是否工作；根據電路中電阻的變化進行分析電路中電流的變化；
（2）先識別電路，即為R₁的基本電路，然后根據R=直接求出R₁的阻值；
（3）當溫控開關按鈕彈起時，R₁與R₂串聯，直接利用I=即可求出電路中的電流；然后根據歐姆定律求出電路的總電阻，再根據串聯電路總電阻等于各部分電阻之和求出R₂的阻值；
（4）分別求出此時兩燈泡兩端的實際電壓，然后根據實際電壓與額定電壓的關系進行分析，即當燈泡兩端的實際電壓遠遠小于額定電壓時，燈泡就不會發光．
點評：本題考查了歐姆定律、電功率的計算、串聯電阻的關系，涉及到有關開關開閉的動態分析，知識點多，易錯，屬于難題．