Question

如圖是一條電熱毯電路的示意圖，R₀是發(fā)熱電阻絲，R=990Ω是串聯(lián)在電路中的電阻，S是控溫開關(guān)，電熱毯標(biāo)牌上標(biāo)有“220V，40W”字樣．問（不考慮溫度對電阻值的影響）：
（1）要使電熱毯處于低溫?fù)鯐r，開關(guān)S應(yīng)處于什么狀態(tài)？說明原因．
（2）當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r，電阻絲R₀功率是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)上圖S閉合時，電路中只有R₀工作，S斷開時，R與R₀串聯(lián)在電路中，根據(jù)P=

U2

R

判斷狀態(tài)；
（2）根據(jù)P=

U2

R

求出R₀的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出低溫檔時電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出電阻絲R₀功率．

解答：解：（1）開關(guān)S斷開時，電熱毯是處于低溫?fù)酰?br />因為如圖所示當(dāng)開關(guān)S斷開時，R₀與R串聯(lián)，P=

U2

R總

=

U2

R0+R

，
當(dāng)S閉合時，R被短路，此時P=

U2

R0

，
所以，閉合時的功率比斷開時的大，因此S斷開時，電熱毯處于低溫?fù)酰?br />（2）高溫檔時電路為R₀的簡單電路，
根據(jù)P=

U2

R

可得，R₀的阻值：
R₀=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
低溫檔時，R₀與R串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴低溫檔時電路中的電流：
I=

U

R0+R

=

220V

1210Ω+990Ω

=0.1A，
電阻絲R₀功率：
P₀=I²R₀=（0.1A）²×1210Ω=12.1W．
答：（1）開關(guān)S斷開時，電熱毯是處于低溫?fù)酰�因為電路中總電阻大，通過R₀的電流小，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt，R₀在一定時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量就少；
（2）當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r，電阻絲R₀功率是12.1W．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功率公式、歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)S閉合、斷開時電熱毯所處狀態(tài)的判斷．