Question

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______效应工作的．分析电路图，闭合S₁，当S₂______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？

Answer 1

【答案】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=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=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=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==≈0.45A，R₁的电阻R₁===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′===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．