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    6．课外活动小组要设计一个加热功率为484W、保温功率为22W的电热器，其简易电路图如图甲所示，R1、R2是电热丝，电热器接在220V恒压电源上，设电热丝的阻值不随温度变化．
    （1）求：R1的阻值．
    （2）求：电热器处于保温状态时，R2消耗的电功率．
    （3）用甲图中的电热丝R1和R2连接成如图乙所示电路图，通过这样的设计加热功率会增加，保温功率会增加．（填“增加”、“减小”或“不变”）

    分析 （1）当开关S闭合时，电热器才处于高温加热状态，额定加热功率为484W；又已知电压为220V，因此直接利用R=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出R1的阻值；
    （2）当电热器处于保温状态时，R1、R2串联，先利用I=$\frac{P}{U}$求出电路中的电流，然后再利用P=I2R求出R1的实际功率，则R2消耗的电功率等于保温功率减去R1的实际功率；
    （3）直接利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出两种状态下的功率即可判断是否符合要求．

    解答 解：
    （1）由图甲可知，当开关S断开时，两电阻丝串联，总电阻较大；当开关S闭合时，电路只有R1连入，总电阻较小．
    电源电压一定，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：当开关S闭合时，电热器才处于高温加热状态，
    R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{484W}$=100Ω；
    （2）当电热器处于保温状态时，R1、R2串联，
    由P=UI得：
    电路中的电流I保=$\frac{{P}_{保温}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A；
    P1=I2R1=（0.1A）2×100Ω=1W，
    则P2=P保-P1=22W-1W=21W；
    （3）用甲图中的电热丝R1和R2连接成如图乙所示电路图，由乙图可知：
    当S闭合，R1、R2并联，为加热状态，U=U1=U2=220V，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，P1′=P加热=484W，则加热功率为：P加热′=P1′+P2′＞=484W．即加热功率增加；
    当S断开，只有R2连入，为保温状态，此时电流是电流I保′=$\frac{U}{{R}_{2}}$，甲图中保温时电流I保=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，
    I保′＞I保，
    根据P=UI可知：P保′＞P保，即保温功率增加．
    答：（1）R1的阻值为100Ω；
    （2）电热器处于保温状态时，R2消耗的电功率为1W；
    （3）增加；增加．

    点评 本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律的应用和功率的计算；关键是正确分析出开关断开与闭合时电路中电阻的连接情况．

    练习册系列答案
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    （1）此电水壶正常工作时的电流；
    （2）该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？
    （3）水从20℃烧开所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
    （4）现测得电源电压为200V，此电水壶工作的效率．
     额定电压 220V
     额定功率 1210W
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    实验次数1234
    U/V1.502.002.503.00
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