Question

王奶奶用的電熱毯標(biāo)有“220V 80W”，只有一個(gè)擋位，使用不方便．小明想將它改造成有兩個(gè)擋位的電熱毯：A．髙檔位時(shí)，電熱毯正常在“220V 80W”下工作；B．低檔位時(shí)，電熱毯只在一個(gè)較小的功率下工作．求：

（1）這個(gè)電熱毯正常工作時(shí)的電阻R₀
（2）若每晚用2.5h，則每天消耗的電能是多少kW?h．
（3）為了使改造后的電熱毯在低溫?fù)跷粫r(shí)，電熱絲R₀的發(fā)熱功率為原電熱毯額定功率的25%，則需一個(gè)阻值R多大的電阻？
（4）請(qǐng)你幫助小明設(shè)計(jì)電路（在上方右圖的方框中畫(huà)出你設(shè)計(jì)的那部分電路圖）

Answer 1

解：（1）電熱毯正常工作時(shí)的電阻：
R₀===605Ω；
（2）該電熱毯每天消耗的電能：
W=Pt=0.08KW×2.5h=0.2kW?h；
（3）低溫?fù)跷粫r(shí)，電熱絲R₀的電功率P_低=P×25%=80W×25%=20W，
電路中的電流I===A，
電路中的總電阻R_總===1210Ω，
串聯(lián)電路的電阻R=R_總-R₀=1210Ω-605Ω=605Ω；
（4）電阻R與R₀串聯(lián)，開(kāi)關(guān)與R并聯(lián)，如下圖所示：

答：（1）這個(gè)電熱毯正常工作時(shí)的電阻R₀為605Ω；
（2）若每晚用2.5h，則每天消耗的電能為0.2KW?h．
（3）電阻R的阻值為605Ω；
（4）設(shè)計(jì)的電路圖如上所示．
分析：（1）根據(jù)電熱毯的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出正常工作時(shí)的電阻；
（2）根據(jù)W=Pt求出每晚用2.5h該電熱毯消耗的電能；
（3）高溫檔位時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路；要想使改造后的電熱毯有低溫?fù)跷�，則應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻使電路中的電流變�。幌雀鶕�(jù)P=I²R求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出串聯(lián)電阻的阻值并進(jìn)行設(shè)計(jì)電路圖．
點(diǎn)評(píng)：本題考查電路的改造問(wèn)題，關(guān)鍵是知道改造后的電路連接情況以及開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)電路的連接情況，會(huì)靈活運(yùn)用各種電學(xué)公式．