Question

德国不同地区家庭电路的电压有的是220V、有的是110V．为了适应这种情况，我市某对德出口企业生产的电熨斗内有R₁、R₂两段发热丝，其简化电路如图，通过开关S的调节，它在220V或110V电压下都能正常工作，这两种情况下熨斗的电功率均为1100W．求：
（1）电熨斗正常工作5分钟消耗多少焦耳电能？
（2）两发热丝的电阻分别是多大？

Answer 1

已知：U=110V，U′=220V，P=1100W，t=5min=300s；
求：（1）电熨斗正常工作5分钟消耗多少焦耳电能？
（2）两发热丝的电阻分别是多大？
解：（1）∵P=，
∴电熨斗消耗的电能：
W=Pt=1100W×300s=3.3×10⁵J；
（2）由P=可知，在P一定时，U越大，R越大；
由电路图可知，开关s闭合时，电阻R₂被短路，
只有电阻R₁接入电路，此时电阻小，电源电压U=110V，
∵P=，
∴电阻R₁===11Ω，
当开关s断开时，两电阻串联，电压U′=220V，
∵P=，
∴电阻R=R₁+R₂===44Ω，
R₂=R-R₁=44Ω-11Ω=33Ω．
（1）电熨斗正常工作5分钟消耗3.3×10⁵J的电能．
（2）两发热丝的电阻分别是R₁=11Ω，R₂=33Ω．
分析：（1）已知电熨斗额定功率与工作时间，由W=Pt可以求出电熨斗消耗的电能．
（2）由P=可知，在P一定时，U越大，R越大；根据电路图，分析清楚电路结构，
确定何时电源电压是110V、何时是220V，然后根据串联电路特点及电功率公式的变形公式可以求出电阻丝的阻值．
点评：分析清楚电路结构、熟练应用电功公式、电功率的变形公式、串联电路特点即可正确解题．