解题思路:(1)电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应;电源电压一定,由P=
U
2
R
可知,电路电阻越小,功率越大,功率大,电熨斗处于高温挡,根据电路图分析电路结构,判断高温挡时,开关S2的状态;
(2)已知电熨斗的功率,由功率的变形公式I=[P/U]可求出通过电路的电流,然后由欧姆定律可求出R1的电阻,由W=Pt求出电熨斗3min产生的热量;
(3)由题意知,改造后电熨斗的功率变小,可以通过改造电阻R1来实现;由功率公式及并联电路的特点求出改造后R1的功率,然后由功率的变形公式求出改造后电阻R1的阻值.
(1)电熨斗工作时,电流流过电阻产生热量,对水加热,使水汽化为蒸汽,因此电热丝是利用电流的热效应工作的;由电路图知,闭合S1,当S2闭合时,两电阻丝并联,电路电阻最小,电源电压U一定,由P=
U2
R可知此时电路功率最大,电熨斗处于高温挡;
故答案为:热;闭合.
(2)由电路图知:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档,此时只有电阻R1接入电路;
通过电路的电流I=[P/U]=[1100W/220V]=5A,R1的电阻R1=[U/I]=[220V/5A]=44Ω;
通电t=3min=180s产生的热量Q=Pt=1100W×180s=1.98×105J;
答:电熨斗处于低温档时,通过电路的电流是5A;电阻R1的阻值是44Ω;通电3min产生的热量是1.98×105J.
(3)当开关S1与S2都闭合时,电熨斗处于高温挡,总功率为P=1000W,
电阻R2的功率P2=
U2
R2=
(220V)2
242Ω=200W,
电阻R1的功率P1′=P-P2=1000W-200W=800W,
则电阻R1改变后的阻值R1′=
U2
P1′=
(220V)2
800W=60.5Ω;
答:可将电阻R1的阻值改为60.5Ω,电熨斗正常工作时高温挡功率是1000W.
点评:
本题考点: 焦耳定律;电流的热效应、化学效应和磁效应;电功率的计算.
考点点评: 本题考查了电熨斗的工作原理、求电熨斗的工作电流、电阻丝电阻、电熨斗产生的热量、电熨斗的改造等问题,分析电路结构,知道什么状态下电熨斗处于高温挡、什么条件下处于低温档是本题的难点,也是正确解题的前提;分清电路结构、熟练功率公式及其变形公式、欧姆定律、并联电路的特点是正确解题的关键;应知道利用电流的热效应工作的用电器工作时,电能转化为内能.