分析 (1)根据题目要求应用串联电路特点与电功率公式确定两电阻的连接方式,然后作出电路图.
(2)应用串联电路特点与电功率公式求出电阻的阻值.
(3)已知电功率与时间,应用W=Pt可以求出电路消耗的电能.
解答 解:(1)在电压U一定时,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电阻R越大,电功率越小,
不用电烙铁时可以让电阻R1与R2串联,减小电路总功率,
电烙铁正常工作时只有R1接入电路,用开关S控制电阻R2接入与断开电路,电路图如图所示:
(2)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电烙铁的电阻:
R1=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$=1210Ω,
由P=I2R可知,电烙铁功率为10W时的电流:
I=$\sqrt{\frac{{P}_{保温}}{{R}_{1}}}$=$\sqrt{\frac{10W}{1210Ω}}$=$\frac{1}{11}$A,
电烙铁两端电压:U1=IR1=$\frac{1}{11}$A×1210Ω=110V,
电阻R2两端电压:U2=U-U1=220V-110V=110V,
由I=$\frac{U}{R}$可知,电阻R2的阻值:R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{110V}{\frac{1}{11}A}$=1210Ω;
(3)当S断开t=5min=300s时,电路消耗的电能:
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$t=$\frac{(220V)^{2}}{1210Ω+1210Ω}$×300s=6000J;
答:(1)电烙铁如图所示;
(2)电阻R2的电阻是1210Ω.
(3)当S断开5min时,电路消耗的电能是6000J.
点评 本题考查了设计电路图、求电阻阻值、求电路消耗的电能,应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可解题.
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A. | 动能不断变化 | B. | 重力势能保持不变 | ||
C. | 机械能在不断改变 | D. | 运动状态没有发生改变 |
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