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(2012?陕西)图示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图.R1、R2为电热丝,其中R2=242Ω,水升温并汽化成水蒸气,从而熨烫衣服.
(1)电热丝是利用电流的
热
热
效应工作的.分析电路图,闭合S1,当S2
闭合
闭合
时,电熨斗处于高温档.
(2)电熨斗处于低温档时,正常工作功率为100W.求:通过电路的电流是多大?R1的电阻是多大?通电3min产生的热量是多少?
(3)若将该款电熨斗进行改造,使其正常工作时高温挡功率为1000W.要求只改变其中一个电热丝的阻值,请你通过分析和计算,求出该电热丝改变后的阻值应为多少?
分析:(1)电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应;电源电压一定,由P=
U2
R
可知,电路电阻越小,功率越大,功率大,电熨斗处于高温挡,根据电路图分析电路结构,判断高温挡时,开关S2的状态;
(2)已知电熨斗的功率,由功率的变形公式I=
P
U
可求出通过电路的电流,然后由欧姆定律可求出R1的电阻,由W=Pt求出电熨斗3min产生的热量;
(3)由题意知,改造后电熨斗的功率变小,可以通过改造电阻R2来实现;由功率公式及并联电路的特点求出改造后R2的功率,然后由功率的变形公式求出改造后电阻R2的阻值.
解答:解:(1)电熨斗工作时,电流流过电阻产生热量,对水加热,使水汽化为蒸汽,因此电热丝是利用电流的热热效应工作的;由电路图知,闭合S1,当S2闭合时,两电阻丝并联,电路电阻最小,电源电压U一定,由P=
U2
R
可知此时电路功率最大,电熨斗处于高温挡;
故答案为:热;闭合.
(2)由电路图知:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档,此时只有电阻R1接入电路;
通过电路的电流I=
P
U
=
100W
220V
≈0.45A,R1的电阻R1=
U
I
=
220V
5
11
A
=484Ω;
通电t=3min=180s产生的热量Q=Pt=100W×180s=1.8×104J;
答:电熨斗处于低温档时,通过电路的电流是0.45A;电阻R1的阻值是484Ω;通电3min产生的热量是1.8×104J.
(3)当开关S1与S2都闭合时,电熨斗处于高温挡,
电阻R1的功率P1=P低温档=100W,
电阻R2的功率P2=P-P1=1000W-100W=900W,
则电阻R2改变后的阻值R2′=
U2
P2
=
(220V)2
900W
=53.78Ω;
答:可将电阻R2的阻值改为53.78Ω,电熨斗正常工作时高温挡功率是1000W.
点评:本题考查了电熨斗的工作原理、求电熨斗的工作电流、电阻丝电阻、电熨斗产生的热量、电熨斗的改造等问题,分析电路结构,知道什么状态下电熨斗处于高温挡、什么条件下处于低温档是本题的难点,也是正确解题的前提;分清电路结构、熟练功率公式及其变形公式、欧姆定律、并联电路的特点是正确解题的关键;应知道利用电流的热效应工作的用电器工作时,电能转化为内能.
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20
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4
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左
左
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2.5
2.5
V.

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