Question

5．圖甲是用與焊接塑料水管的熱熔器，其電路如圖乙所示，加熱電阻R₁=66Ω、R₂=176Ω，S₁是手動控制開關(guān)，S₂是可隨溫度自動跳轉(zhuǎn)的溫控開關(guān)，R₀是特殊限流電阻，熱熔器加熱時R₀的電阻較大，LED指示燈發(fā)紅光，保溫時R₀的電阻較小，LED指示燈發(fā)綠光，已知LED燈發(fā)光時兩端電壓保持不變．
（1）開關(guān)S₁和S₂都閉合時，熱熔器處于加熱（選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，R₁的功率小于R₂的功率（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）發(fā)紅光時LED燈的電流小于發(fā)綠光時LED燈的電流（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）保溫狀態(tài)時加熱電路的電功率為200W．

Answer 1

分析 （1）電源的電壓一定時，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中的總電阻越小，電路的加熱功率越大，熱熔器處于加熱狀態(tài)，反之處于保溫狀態(tài)；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)P=I²R比較R₁與R₂的功率關(guān)系；
（3）熱熔器加熱時和保溫時LED燈兩端電壓保持不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知R₀兩端的電壓不變，根據(jù)題意可知R₀的阻值關(guān)系，根據(jù)歐姆定律比較兩者的電流關(guān)系；
（4）保溫狀態(tài)時，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出加熱電路的電功率．

解答 解：（1）開關(guān)S₁和S₂都閉合時，加熱電路只有R₁工作，加熱電阻最小，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，熱熔器的加熱功率最大，處于加熱狀態(tài)；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且由題可知R₁＜R₂，
所以，由P=I²R可知，R₁的功率小于R₂的功率；
（3）由題可知，熱熔器加熱時R₀的電阻較大，LED指示燈發(fā)紅光，保溫時R₀的電阻較小，LED指示燈發(fā)綠光，
因兩種情況下LED燈發(fā)光時兩端電壓保持不變，且電源電壓為220V不變，
所以，由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，R₀兩端的電壓不變，
由I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$可知，熱熔器加熱時R₀的電阻較大，電路中的電流較小，
即發(fā)紅光時LED燈的電流小于發(fā)綠光時LED燈的電流；
（4）保溫狀態(tài)時，R₁與R₂串聯(lián)，則加熱電路的電功率：
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{66Ω+176Ω}$=200W．
故答案為：（1）加熱；（2）小于；（3）小于；（4）200．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，正確的判斷出熱熔器處于不同狀態(tài)時電路的連接方式是關(guān)鍵．