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【题目】小亮家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率分别为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图,如图乙所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时:

(1)低温档加热的电流多大?

(2)中温档加热5h,消耗多少度电?

(3)高温档加热的额定功率是多少瓦?

【答案】(1) 0.1A (2) 0.22kW·h (3) 88W

【解析】(1)由P=UI可得,低温档加热的电流: I=P低温/U=22W/220V=0.1A;

(2)由P=W/t可得,中温档加热5h消耗的电能:

W=P中温 t=44×10-3 kW×5h=0.22kWh=0.22度;

(3)当开关S1 闭合、S2 b时,电路为R1 的简单电路,马桶盖处于中温档,

P=U2/R可得,R1 的阻值:R1 =U2/P中温=(220V)2/44W=1100Ω,

当开关S1 断开、S2 b时,R1 R2 串联,马桶盖处于低温档,

则电路中的总电阻:R=U2/P低温=(220V)2/22W=2200Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,R2 的阻值:R2 =R-R1 =2200Ω-1100Ω=1100Ω,

当开关S1 闭合、S2 aR1 R2 并联,电热马桶盖处于高温档,

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,

所以,电路中的总电阻: R′=R1R2/R1+R2=1100Ω×1100Ω/1100Ω+1100Ω=550Ω,

高温档加热的额定功率:P高温 =U2/R′=(220V)2/550Ω=88W

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(3)问题解决后,继续实验.当电压表的示数为2.5V时.电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率_____________w.

(4)根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出如图所示小灯泡的U--I图象,结果发现图线不是直线,这是因为:________________________________

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