Question

【題目】如圖所示，某家用電器具有加熱、保溫的功能．用電器發(fā)熱電阻R的額定電壓為220V，額定功率為605W．加熱時，按下溫控開關S與 a、b接觸，此時紅色指示燈亮；當達到一定溫度時，溫控開關S自動跳接到c，使用電器處于保溫狀態(tài)，此時綠色指示燈亮．紅燈標有“6V 1.5W”、綠燈標有“12V 3W”的字樣，用電器工作時兩燈均正常發(fā)光（虛線框內(nèi)為用電器的加熱和保溫裝置）．請根據(jù)以上信息解答下列問題：
（1）電阻R1的作用．
（2）當用電器處于加熱狀態(tài)時，加熱裝置1min消耗的電能．
（3）該用電器在保溫狀態(tài)時，保溫裝置的發(fā)熱功率和電阻R2的阻值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由題和電路圖可知，加熱時，按下溫控開關S與a、b接觸，紅燈與R1串聯(lián)，再與發(fā)熱電阻R并聯(lián)；

因為電源電壓大于紅燈的額定電壓，因此R1起分壓作用，使紅燈正常發(fā)光；

答：電阻R1的作用，起分壓作用，使紅燈正常發(fā)光．

（2）解：由題知，加熱時，發(fā)熱電阻R的額定功率為605W，

由P= 可得，加熱裝置1min消耗的電能：

W=P加熱t=605W×60s=3.63×104J；

答：當用電器處于加熱狀態(tài)時，加熱裝置1min消耗的電能為3.63×104J．

（3）解：由電路圖和題意可知，溫控開關S自動跳接到c，用電器處于保溫狀態(tài)，此時綠燈、R2、R串聯(lián)，R2和R為保溫裝置；

綠色指示燈正常發(fā)光，由P=UI可得，I綠燈= = =0.25A，

串聯(lián)電路電流處處相等，所以I=I綠燈=0.25A，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，保溫裝置兩端的電壓：U保溫=U﹣U綠燈=220V﹣12V=208V，

保溫裝置的發(fā)熱功率：P保溫=U保溫I=208V×0.25A=52W，

保溫裝置的總電阻：R保溫= = =832Ω，

發(fā)熱電阻R的阻值：R= = =80Ω，

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可得，電阻R2的阻值：R2=R保溫﹣R=832Ω﹣80Ω=752Ω．

答：該用電器在保溫狀態(tài)時保溫裝置的發(fā)熱功率為52W，電阻R2的阻值為752Ω．

【解析】（1）加熱時，R1與紅燈串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用進行分析； 根據(jù)P=UI求出紅燈正常發(fā)光時電路中電流，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點和歐姆定律的變形公式求出R1的阻值；（2）已知加熱時的功率，直接根據(jù)W=Pt即可求出加熱裝置1min消耗的電能．（3）保溫時，R、R2和綠燈串聯(lián)，根據(jù)燈泡正常發(fā)光和P=UI求出此時電路中的電流，并根據(jù)歐姆定律的變形公式求出電路的總電阻，然后利用P= 的變形公式求出R和綠燈的電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出R2的阻值；利用P=I2R求出保溫時該電器保溫裝置的發(fā)熱功率．