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(guān)S與 a、b接觸，此時紅色指示燈亮；當(dāng)達(dá)到一定溫度時，溫控開關(guān)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(biāo)有“6V 1.5W”、綠燈標(biāo)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(dāng)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】R1起分壓作用，使紅燈正常發(fā)光 3.63×104 52 752

【解析】（1）由題和電路圖可知，加熱時，按下溫控開關(guān)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；

（2）由題知，加熱時，發(fā)熱電阻R的額定功率為605W，由P=W/t可得，加熱裝置1min消耗的電能：W=P加熱 t=605W×60s=3.63×104 J；

（3）由電路圖和題意可知，溫控開關(guān)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 =P綠燈/U綠燈=3W/12V=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 =U保溫/I=208V/0.25A=832Ω，

發(fā)熱電阻R的阻值：R=U2/P加熱=(220V)2/605W=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。