Question

小強同學設計了一種電熱水壺，電路如圖所示，S是溫控開關，R₁為發熱體．當開關S接到a時，電熱水壺處于加熱狀態，此時通過發熱體的電流是5A；當水燒開時，開關S自動切換到b，電熱水壺處于保溫狀態，此時通過發熱體的電流為1A．求：
（1）R₁、R₂的電阻值（不計溫度對電阻值的影響）？
（2）電熱水壺處于加熱狀態時發熱體的電功率？
（3）通電10min產生多少熱量？

Answer 1

解：（1）R₁的電阻：R₁===44Ω；
開關接b時，I₂=1A
R₁的電壓：U₁=I₂R₁=1A×44Ω=44V，
R₂的電壓：U₂=U-U₁=220V-44V=176V，
R₂的電阻：R₂===176Ω；
（2）電功率：P₁=UI₁=220V×5A=1100W；
（3）加熱狀態10min產生的熱量：
Q=W=P₁t=1100W×600s=6.6×10⁵J．
答：（1）R₁、R₂的電阻值分別為44Ω、176Ω
（2）電熱水壺處于加熱狀態時發熱體的電功率為1100W；
（3）通電10min產生的熱量為6.6×10⁵J．
分析：（1）由圖可知當開關接a時，只有R₁接入電路，由歐姆定律可求得R₁的阻值；開關接b時，由歐姆定律可求得R₁兩端的電壓，則由串聯電路的電壓規律可得出R₂兩端的電壓，再由歐姆定律可求得R₂的阻值；
（2）根據P=UI求出電熱水壺處于加熱狀態時發熱體的電功率；
（3）根據Q=W=Pt求出加熱狀態10min產生的熱量．
點評：本題考查物理知識在生活中的應用，由題目可以看出應用的是基本的串聯電路和歐姆定律、電功率、熱量的計算，此類題型經常是用來考查基本規律的．