Question

【題目】2019年，無為縣進一步加大農村環境“三大革命”改廁民生工程資金投入，主要是為了改善農民生活環境、減少疾病傳播、提高農民生活質量和健康水平。小明家住農村，學完電學的他，也想為家人出一份力，他家的廁所離房子有一段距離。晚上，家人上廁所都要帶上手電筒，很不方便，若燈整夜開著又浪費電。他想利用所學的知識對廁所的照明電路進行適當改裝，將“220V 20W”的節能燈、阻值為1980Ω的電阻和開關S、S1連成如圖所示的電路。天黑后，S處于閉合狀態，當無人入廁時，開關S1斷開，此時燈較暗，但能起到指示作用；當有人入廁時，閉合開關S1，燈泡正常發光，起到照明作用（不考慮溫度對節能燈電阻的影響）。

(1)當S、S1都閉合時，電阻R處于________狀態（填“短路”、“斷路”或“通路”）；

(2)當S1斷開時，通電10min，電阻R產生的熱量是多少J ______？

(3)計算無人入廁時和有人入廁時，電路消耗的總功率各是多少 _______？

Answer 1

【答案】短路 2970J 11W；20W

【解析】

(1)當S、S1都閉合時，電流從電源正極流出，流過開關S，流過燈泡，然后往上流，流過開關S1，最后回負極，沒有電流流過電阻R，電阻R處于短路狀態。

(2)由題意可知，節能燈電阻是

當S1斷開時，電燈和電阻R串聯接在電路中，電路中的電流大小是

根據焦耳定律可知，通電10min，電阻R產生的熱量是

(3)無人入廁時，S1是斷開的，由上述可知，電流大小是0.05A，電路消耗的總功率是

有人入廁時，S1是閉合的，只有燈泡接入電路，電路消耗的總功率是

答：(1)當S、S1都閉合時，電阻R處于短路狀態；(2)當S1斷開時，通電10min，電阻R產生的熱量是2970J；(3)無人入廁時，電路消耗的總功率是11W；有人入廁時，電路消耗的總功率是20W。