Question

某人買來(lái)一個(gè)電熱毯，使用中感覺(jué)溫度太高，他想用一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)定值電阻將這個(gè)電熱毯改裝為兩擋，使單位時(shí)間放出的熱量或?yàn)樵瓉?lái)的數(shù)值，或?yàn)樵瓉?lái)的一半．廠家說(shuō)明書上只標(biāo)有額定電壓220V，沒(méi)有其他指標(biāo)．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案，完成改裝．

(1)畫出改裝的電路圖；

(2)導(dǎo)出所用電阻與電熱毯總電阻的關(guān)系式；

(3)指明改裝時(shí)必須注意的問(wèn)題．

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)改裝電路圖如圖所示，其中表示電熱毯電阻，表示定值電阻． 題目中“單位時(shí)間放出的熱量”是指電功率，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻短路，只有電熱毯接入電路，其電功率為原來(lái)的數(shù)值(額定功率)；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻、串聯(lián)，由于的分壓作用，電熱毯的功率減�。� (2)方法一：因?yàn)?/span>＇＝，即＝,所以＝,＝U-＝（）U，由＝得＝＝（）． 方法二：因?yàn)?/span>＇＝，即＝，所以I＇＝，即＝．因?yàn)?/span>U不變，所以＝I ＇(＋)，即＝＝，＝()． (3)要注意應(yīng)裝在能充分散熱的盒中，同時(shí)要注意絕緣．

提示：

本題理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用所學(xué)電學(xué)知識(shí)解決生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題． 正確設(shè)計(jì)出符合要求的電路，是解答本題的關(guān)鍵之一．設(shè)計(jì)思路是：一方面，為了減小電熱毯的功率，應(yīng)將定值電阻與其串聯(lián)．而另一方面，為了使電熱毯還能發(fā)出原來(lái)的功率，應(yīng)將開(kāi)關(guān)S與并聯(lián)，通過(guò)閉合S將短路，起到轉(zhuǎn)換作用． 利用電熱毯在不同電路中的功率關(guān)系，得到電壓關(guān)系(如方法一)或電流關(guān)系(如方法二)是解答本題的關(guān)鍵之二，抓住串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比及電源電壓不變建立方程是解答本題的關(guān)鍵之三．