(2)48 Ω (3)12 V
13.导学号 00622530电热毯是人们常用的电热式家用电器,它一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.如图为某种电热式用电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1,R2与自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?
(2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为400 W,保温时用电器的电功率为40 W,则R1和R2分别为多大?
解析:(1)当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,此时功率P1=;当开关S断开时,R1,R2
串联,此时功率为P2=处于保温状态.
,显然有P1>P2,故S闭合时,用电器处于加热状态;S断开时,用电器
(2)加热时有P1=,保温时有P2=,代入数据解得R1=121 Ω,R2=1 089 Ω.
答案:(1)S闭合为加热,S断开为保温 (2)121 Ω 1 089 Ω
【备用题组】
1.把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,直径为d,乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两电阻丝上的电压应满足( C ) A.
=1 B.
= C.
=
D.
=2
解析:根据电阻定律R甲=ρ,R乙=ρ,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即
=,===2,则=,所以选项C正确.
2.(多选)如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的RI图像.现将甲、乙串联后接入电路中,则( BC )
A.甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小 B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少 D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小 解析:将甲、乙两根电阻丝串联接入电路中,电流相等,由题图知,甲电阻丝的电阻大于乙电阻丝的电阻,由电阻定律知甲电阻丝的电阻率大于乙电阻丝的电阻率,B正确;由I=知甲电阻丝两端的电压比乙大,A错误;根据Q=IRt,知乙电阻丝产生的焦耳热少,C正确;由P=IR知甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝大,D错误.
3.如图所示是某款电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关S1,S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风,下列说法正确的是( A )
2
2
A.电热丝的电阻为55 Ω B.电热丝的电阻为
Ω
C.当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 120 J
解析:根据题述,电吹风的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W,可知电热丝热功率为880 W,由P=可得电热丝的电阻为R=55 Ω,选项A正确,B错误;当电吹风吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为0,当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为120 J,选项C,D错误.