图1为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图2所示,R1、R2为电热丝,其额定电压均为220V.电路的工作原

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  • 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=

    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.