Question

如圖是一條電熱毯電路的示意圖，R₀是發(fā)熱電阻絲，R是串聯(lián)在電路中的電阻，S是控溫開關(guān)．電熱毯銘牌上標(biāo)有“220V 40W”字樣，問(wèn)：（不考慮溫度對(duì)電阻值的影響）
（1）要使電熱毯處于低溫?fù)�，開關(guān)S應(yīng)處于什么狀態(tài)？（不用闡明理由）
（2）發(fā)熱電阻絲R₀的阻值是多大？
（3）當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r(shí)，電路中的電流為0.1A，則在20min內(nèi)R₀產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析：（1）分析開關(guān)S閉合時(shí)電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)S斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)此時(shí)電路中的總電阻最大，根據(jù)P=

U2

R

可知低溫檔位時(shí)開關(guān)S斷開；
（2）知道電熱毯的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=

U2

R

求出發(fā)熱電阻絲R₀的阻值；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和焦耳定律求出在20min內(nèi)R₀產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）要使電熱毯處于低溫?fù)�，開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）根據(jù)P=

U2

R

可得，發(fā)熱電阻絲R₀的阻值：
R₀=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
（3）∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r(shí)，在20min內(nèi)R₀產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×20×60s=14520J．
答：（1）要使電熱毯處于低溫?fù)�，開關(guān)S應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）發(fā)熱電阻絲R₀的阻值是1210Ω；
（3）當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r(shí)，電路中的電流為0.1A，則在20min內(nèi)R₀產(chǎn)生的熱量是14520J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功率公式和焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)S閉合、斷開時(shí)電熱毯所處狀態(tài)的判斷．