Question

如图,是一个电热毯示意电路图,是电热毯中的电阻丝,是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.

⑴ 用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态，还是保温状态?

⑵ 若要求在保温时电流通过电阻线每分钟有60焦的电能转化为内能,电阻的阻值是多大?

Answer 1

本题考查是否会用学过的知识解决生活中的实际问题.电热毯是众多家庭冬季睡觉时取暖的用具.通过本题的解答,同学们就可以更好地理解电热毯的工作原理.

⑴ 当开关S闭合时,被短接,电路中只有,由电功率公式得的电功率为(U为电源电压),当开关S断开时,电路中与串联.

设两端电压为,则的电功率为.很明显,,所以有,即S断开的电功率要小些,也就是说,S断开时电热毯处于保温状态.

⑵ 由电热毯上标有的“220V 100W”字样,可得电热毯电阻丝的电阻为:

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在保温状态(S断开)时,的电功率为；在加热状态（S闭合）时，的电功率为它的额定功率，即。

因电阻丝的阻值不变，于是由公式得：

      

在S 断开时，与串联，由串联电路电压特点，得两端电压为。再由串联电路的电流特点，不难得出：