解题思路:根据P=
U
2
/R]可知,电阻小时功率大,加热时功率大,所以此时的电阻小;电阻大时功率小,保温时功率小,所以此时的电阻大,据此分析甲乙两图电热毯的高温档位和低温档位.
(1)根据串联电路电阻特点和欧姆定律判断甲图的低温档位;根据串联电路电阻特点求出电路中的总电阻,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=I2R求出电热毯发热电功率的表达式.
(2)根据并联电路电阻特点和电功率公式判断乙图电热毯的高温档位;根据P=
U
2
R
求出两电热丝的功率,再求出总电功率.
(3)根据焦耳定律可知,电阻有电流通过时,要产生热量,结合电路图和节约电能上进行分析解答.
(1)由图甲可知,当S1闭合,S2断开时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,根据P=I2R可知,电功率最小,所以此时电热毯处于低温档;
此时电路中的电流为I=[U
R1+R2,
低温档时电热毯发热电功率为P=I2R2=(
U
R1+R2)2R2.
(2)由乙图可知,当S1、S2闭合时,两电阻丝并联,电路中的电阻最小,根据P=
U2/R]可知,电源电压不变时,电热毯的总功率最大,即此时电热毯处于高温档位;
高温档时电热毯发热电功率P′=P2+P3=
U2
R2+
U2
R3.
(3)由焦耳定律可知,在甲电路中,低温档时R1有电流通过要发热,浪费电能,所以较好的电路是乙.
答:(1)图甲中处于低温档时,S1闭合,S2断开;低温档时电热毯发热电功率的表达式为P=([U
R1+R2)2R2.
(2)图乙中处于高温档时,S1、S2均闭合;高温档时电热毯发热电功率的表达式为P=
U2
R2+
U2
R3.
(3)较好的电路是乙;因为在甲电路中,低温档时R1要发热,浪费电能.
点评:
本题考点: 电功率的计算;电路图设计;电功的计算.
考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路特点和欧姆定律的应用,关键是电功率公式的灵活运用,难点是根据电功率公式分析电热毯的高、低档位.
1年前
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