Question

3．学习了电学知识之后，小雨研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表．

额定电压	220V
加热功率	1100W
保温功率	44W
最大容积	3L

（1）R₁、R₂中哪个是加热电阻？要使电饭锅加热，开关S闭合还是断开？加热功率1100W额定电压220V最大容积3L保温功率44W
（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？
（3）电路中电阻R₁、R₂的阻值各是多大？

Answer 1

分析 （1）分析此电路，R₁和R₂是串联的，开关闭合，R₂就短路，只有R₁工作．当加热煮饭时，电功率较大，当保温时电功率较小，根据电功率的计算公式分析即可；
（2）已知电饭锅的加热功率和额定电压，利用公式I=$\frac{P}{U}$得到正常加热时的电流；
（3）已知电饭锅的加热功率和正常工作的电流，可以得到R₁的阻值；已知电饭锅的保温功率和额定电压，可以得到保温状态下的总电阻；已知保温状态的总电阻和R₁的阻值，然后可以得到R₂的阻值．

解答 解：（1）电源电压是220V不变，根据电功率的导出式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，开关当S处于闭合时，R₂就短路，只有R₁工作，当S断开，两电阻串联，总电阻为R₁+R₂，
由于S闭合时比断开时电路中总电阻小，故电功率大，煮饭时需要功率大，需要S闭合，并且R₁是加热电阻．
（2）由P=UI可得，
加热状态下通过R₁的电流为I_热=$\frac{{P}_{热}}{{U}_{额}}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）由I=$\frac{U}{R}$，可得R₁=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{热}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，保温状态下电路的总电阻为R_串=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω，
电阻R₂的阻值为R₂=R_串-R₁=1100Ω-44Ω=1056Ω；
答：（1）R₁是加热电阻；要使电饭锅加热，开关S闭合；
（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是5A；
（3）电路中电阻R₁是44Ω、R₂的阻值为1056Ω．

点评 物理计算要细心认真，不能马虎，一时的粗心大意就会造成整个题目的解题失败．物理计算不仅仅考物理的分析，同时也是考察物理的计算能力，这两种能力少一个都不行，光分析不会计算或者根本就不会分析问题都达不到解题的目的．