某家用电器具有加热、保温的功能.如图为其原理图,电器发热电阻R的额定电压为220V,额定功率为600W.加热时,按下温控

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  • 解题思路:(1)加热时,R1与红灯串联,根据串联电路的分压作用进行分析;

    根据P=UI求出红灯正常发光时电路中电流,再根据串联电路电压的特点和欧姆定律的变形公式求出R1的阻值;

    (2)保温时,R、R2和黄灯串联,根据灯泡正常发光和P=UI求出此时电路中的电流,并根据欧姆定律的变形公式求出电路的总电阻,然后利用P=

    U

    2

    R

    的变形公式求出R和黄灯的电阻,再根据串联电路电阻的特点求出R2的阻值;利用P=I2R求出保温时该电器保温装置的发热功率;

    (3)已知保温时的功率,直接根据W=Pt即可求出保温装置每分钟消耗的电能.

    (1)因为电源电压大于红灯的额定电压,因此R1起分压作用,使灯泡正常发光;

    ∵P=UI

    ∴红灯正常发光时,通过红灯的电流:I=

    P红

    U红=[1W/6V]=[1/6]A;

    此时R1两端电压:U1=220V-6V=214V;

    又∵I=[U/R]

    ∴R1的阻值:R1=

    U1

    I红=[214V

    1/6A]=1284Ω;

    (2)由题意可知,工作时两灯均能正常发光;并且保温时,R、R2和黄灯串联;

    由P=UI可知,保温时,电路中的电流:I=

    P黄

    U黄=[3W/12V]=0.25A,

    又∵I=[U/R]

    ∴保温时,电路中的总电阻R=[U/I]=[220V/0.25A]=880Ω,

    由P=

    U2

    R可得:R=

    U2

    P=

    (220V)2

    600W≈80.67Ω,

    R=

    U2黄

    P黄=

    (12V)2

    3W=48Ω,

    则电阻R2的阻值:R2=880Ω-80.67Ω-48Ω=751.33Ω;

    保温时,该电器保温装置的发热功率:P=I2(R+R2)=(0.25A)2×(80.67Ω+751.33Ω)=52W.

    (3)保温装置每分钟消耗的电能:W=Pt=52W×60s=3120J.

    答:(1)R1起分压作用,使灯泡正常发光;R1的阻值为1284Ω;

    (2)电阻R2的阻值为751.33Ω;在保温时该电器保温装置的发热功率为52W;

    (3)当电器处于保温状态时,保温装置每分钟消耗的电能是3120J.

    点评:

    本题考点: 电功与热量的综合计算.

    考点点评: 分析清楚电路结构,知道何时用电器处于加热状态、何时处于保温状态,是正确解题的关键,灵活应用功率的变形公式、串联电路的特点以及欧姆定律正确解题.