(2003?常德)飲水機是一種常見的家用電器,其工作電路可簡化為如圖所示的電路.
其中S是一溫度控制開關,當水溫升高到一定溫度時,它會自動切換,使飲水機處于保溫狀態(tài);R0是飲水機加熱管的電阻,R是與加熱管串聯(lián)的電阻.下表是從其說明書中摘錄下的一些技術數(shù)據(jù)(不考慮R0、R的阻值受溫度變化的影響,表中的功率均指加熱管的功率).
額定電壓 220V
頻率 50Hz
加熱功率 550W
保溫功率 22W
(1)用你學過的物理知識推理、說明開關S閉合時,飲水機是處于加熱狀態(tài),還是處于保溫狀態(tài)(要寫出必要的推導過程才能得分)
(2)求R的阻值.
分析:(1)由電功率公式P=
U2
R
可知,電壓不變的條件下,電阻越小功率越大.
(2)已知額定加熱功率和額定電壓,可利用公式R=
U2
P
求得加熱電阻的電阻.
已知加熱電阻的電阻保溫功率,可利用I保溫=
P保溫
R0
求得保溫時電路中的電流,再利用U=RI,求出保溫時加熱電阻分得的電壓,再利用串聯(lián)電阻的電壓特點求出電阻R分得的電壓,串聯(lián)電路電流處處相等,即可利用R=
U
I
求出電阻R的值.
解答:解:(1)根據(jù)電功率公式P=
U2
R
可知,當電源電壓不變時電阻越小功率越大.
電源電壓不變,當S斷開時,R與R0串聯(lián);
當S閉合時,只有R0接入在電源上,電路中的電阻變小,總功率變大,因而開關S閉合時是加熱狀態(tài).

(2)R0=
U2
P加熱
=
(220V)2
550W
=88Ω
,
∵P保溫=I保溫2R0
∴I保溫=
P保溫
R0
=
22W
88Ω
=0.5A,
UR0=I保溫R0=0.5A×88Ω=44V,
UR=U-UR0=220V-44V=176V,
∴R=
UR
I保溫
=
176V
0.5A
=352Ω.
答:R的阻值為352Ω.
點評:本題考查了電功率的計算公式和串聯(lián)電阻的特點.要注意電功率計算公式的選擇.
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