解题思路:(1)利用W=Pt求高温档状态下5min消耗电能;
(2)知道低高温档状态下电功率为880W,根据P=UI求出电路中的电流;
(3)知道低温档状态下工作时的电流利用欧姆定律即可求出R1的阻值;
(3)由题意知,改造后电熨斗的功率不变,通过用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2来实现,由功率公式及并联电路的特点可得出是否符合要求.
(1)t=5min=300s,
由电功率定义式P=[W/t]得:电熨斗高温档状态下5min消耗电能:
=1980W×300s=5.94×105J;
(2)由电功率公式P=UI得:电熨斗低温档状态下工作时的电流:
I低=
P低
U额=[880W/220V]=4A;
(3)由题目可知:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档,此时只有电阻R1中有电流通过.
则由欧姆定律得:R1的电阻R1=
U额
I低=[220V/4A]=55Ω;
(4)两根“220V 550W”的电热丝并联替代R2使用时电功率是1100W,与单独使用电热丝R2时的功率1980W-880W=1100W是一样的,电路恢复正常工作符合要求;
但是小楠的方案不是最佳方案;当并联的“220V 550W”电热丝中有一根电热丝烧坏,电路仍能工作,而此时的高温挡的电功率只有880+550=1430W<1980W,且不能及时发现加以排除,可见小楠方案也不是最佳方案.
答:(1)在高温档状态下5min消耗5.94×105J的电能;
(2)在低温档状态下工作时电路中的电流是4A;
(3)电热丝R1的电阻为55Ω;
(4)通过计算和分析,对小楠的方案不是最佳方案;虽然符合要求,但当其中一根的电热丝烧坏,电路仍能工作,则高温挡的电功率只有880W+550W=1430W<1980W,且不能及时发现加以排除,可见小楠方案也不是最佳方案.
点评:
本题考点: 电功率的计算;电功的计算.
考点点评: 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.