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精英家教网在课外实践活动中,杨樊同学用一段电热丝和一个小灯泡做了一个电热水器,其电路如图所示,这个电热丝连入电路中的阻值是可以调节的(只能从正中间调到最右端).小灯泡L为电源指示灯,电阻R为120Ω,将它接在电源电压为12V的电路中.当开关S闭合、滑片在电热丝的正中间时,电流表的示数为1.1A.求:
(1) 电热丝的最大电阻值?
(2) 当滑片在电热丝的最右端时,通电10min,电热丝会产生多少热量?
(3) 杨樊同学还有一个猜想:如果把此电热丝从正中间剪断,将其并联后再接入到该电路中,其他条件不变,这时电热丝产生的热量会有何改变?通过计算说明.
分析:(1)两电阻并联,由并联电路的规律可求得接入一半电阻时的阻值,即可求得最大阻值;
(2)滑片滑到最右端时,滑动变阻器的阻值全部接入,由欧姆定律求得电流,再由焦耳定律求得电热;
(3)由并联电路的规律求得并联后的总电阻,由欧姆定律求得电流,由焦耳定律可求得电热,通过比较可得热量如何变化.
解答:解:(1)设电阻丝最大电阻为R1,一半电阻丝的电阻为R2,则
12V
120Ω
+
12V
R2
=1.1A
R2=12Ω
R1=2R2=24Ω
(2)电热线中的电流I1=
U
R1
=
12V
24Ω
=0.5A

则电热丝上消耗的热量Q=I12R1t=(0.5A)2×24Ω×10×60s=3600J;
(3)并联后的总电阻R=
R2
2
=6Ω
 
总电流I=
U
R
=
12V
=2A

则并联后的热量Q=I2Rt=(2A)2×6Ω×600s=1.44×104J
因为Q>Q,故产生的热量增加.
答:(1)电热丝的最大阻值为24Ω;(2)电热丝上消耗的热量为3600J; (3)剪开并联后产生的热量要多.
点评:本题考查并联电路中的电流关系及欧姆定律和焦耳定律,以上内容应熟练掌握.
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(1) 电热丝的最大电阻值?
(2) 当滑片在电热丝的最右端时,通电10min,电热丝会产生多少热量?
(3) 杨樊同学还有一个猜想:如果把此电热丝从正中间剪断,将其并联后再接入到该电路中,其他条件不变,这时电热丝产生的热量会有何改变?通过计算说明.

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