Question

12．如圖所示為一款有高、低溫兩檔的蒸汽電熨斗電路原理圖，R₁、R₂為電熱絲，其中R₂=242Ω，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服．
（1）請分析電路圖，閉合S₁，當S₂閉合時（選填“閉合”或“斷開”），電熨斗處于高溫檔
（2）電熨斗處于低溫檔時，正常工作功率為1100W．則R₁的電阻是多大？
（3）電熨斗在高溫檔狀態(tài)下正常工作，通電多長時間電路中會產(chǎn)生3×10⁴J的熱量？

Answer 1

分析 （1）電流流過導體時，導體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應；電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路電阻越小，功率越大，功率大，電熨斗處于高溫擋，根據(jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，判斷高溫擋狀態(tài)即可；
（2）已知電熨斗的功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求出R₁的電阻；
（3）據(jù)（1）高溫檔的狀態(tài)，分別計算出兩個電阻的總功率即可．

解答 解：（1）電熨斗工作時，電流流過電阻產(chǎn)生熱量，對水加熱，使水汽化為蒸汽，因此電熱絲是利用電流的熱效應工作的；由電路圖知，閉合S₁，當S₂閉合時，兩電阻絲并聯(lián)，電路電阻最小，電源電壓U一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此時電路功率最大，電熨斗處于高溫擋；
（2）已知電熨斗的功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，R₁=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）兩個電阻并聯(lián)時，處于高溫檔，所以
R₁的功率是：P₁=1100W；
R₂的功率是：P₂=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（220V）^{2}}{242Ω}$=200W；
故總功率是P=1100W+200W=1300W；
故Q=W=Pt可知，
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{30000J}{1300W}$≈23s；
答：（1）請分析電路圖，閉合S₁，當S₂閉合時，電熨斗處于高溫檔；
（2）電熨斗處于低溫檔時，正常工作功率為1100W．則R₁的電阻是44Ω；
（3）電熨斗在高溫檔狀態(tài)下正常工作，通電23s電路中會產(chǎn)生3×10⁴J的熱量．

點評 本題考查了電熨斗的工作原理、求電熨斗的電阻絲電阻、電熨斗產(chǎn)生的熱量等問題，分析電路結(jié)構(gòu)，知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫擋、什么條件下處于低溫檔是本題的難點，也是正確解題的前提；熟練功率公式及其變形公式、歐姆定律、并聯(lián)電路的特點是正確解題的關(guān)鍵．