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20.运用知识解决问题:

(1)电炉子工作时,通过导线和电炉丝的电流相等,电炉丝电阻比导线电阻大,根据焦耳定律可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多,所以电炉丝热得发红而导线不太热.
(2)如图所示家庭电路,吊灯L1和L2有开关S控制,墙上有一个固定的三孔插座.请把电路连接完整.
(3)将定值电阻R1和R2串联后接在电压为6V的电源两端,R1:R2=1:2,R1的电功率为2W,则R1两端的电压U1=2V,R2=4Ω.

分析 (1)由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比.电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据焦耳定律分析判断;
(2)先确定各用电器的连接方式,然后确定开关的接线方式,最后根据家庭电路的正确连接方法完成电路;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;
(3)在串联电路中用电器两端电压、消耗的电功率与其阻值成正比.已知电源电压和两只电阻比例关系,可以得到两只电阻两端电压;已知R1的电功率可以得到R2的电功率;已知R2消耗的功率和两端电压,可以得到R2阻值.

解答 解:
(1)电炉子在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,
因为Q=I2Rt,R电炉丝>R导线
所以电流产生的热量:Q电炉丝>Q导线
从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象;
(2)由于家庭电路中的各个用电器是并联连接,所以此电路中的两盏吊灯L1和L2并联,开关接在干路上同时控制两盏灯;
首先辨别上面三根线地线、火线、零线.安装三孔插座的方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线.如图所示:

(3)已知R1:R2=1:2,U=6V,
所以U1:U2=R1:R2=1:2,
所以U1=$\frac{1}{3}$U=$\frac{1}{3}$×6V=2V,U2=U-U1=6V-2V=4V;
又因为P1:P2=R1:R2=1:2,
所以P2=2P1=2×2W=4W,
因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,
所以R2=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{(4V)^{2}}{4W}$=4Ω.
故答案为:(1)大;多;(2)见上图;(3)2;4.

点评 ①分析电流产生热量多少问题,一般要用焦耳定律;
②掌握家庭电路连接方法,正确、安全用电;
③掌握串联电路的特点及欧姆定律、电功率计算公式及其变形公式.

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