Question

（2012?陜西）圖示為一款有高、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）電熱絲是利用電流的

熱

效應(yīng)工作的．分析電路圖，閉合S₁，當(dāng)S₂

閉合

時(shí)，電熨斗處于高溫檔．
（2）電熨斗處于低溫檔時(shí)，正常工作功率為100W．求：通過(guò)電路的電流是多大？R₁的電阻是多大？通電3min產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）若將該款電熨斗進(jìn)行改造，使其正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿?000W．要求只改變其中一個(gè)電熱絲的阻值，請(qǐng)你通過(guò)分析和計(jì)算，求出該電熱絲改變后的阻值應(yīng)為多少？

Answer 1

分析：（1）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)；電源電壓一定，由P=

U2

R

可知，電路電阻越小，功率越大，功率大，電熨斗處于高溫?fù)酰�根�?jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，判斷高溫?fù)鯐r(shí)，開(kāi)關(guān)S₂的狀態(tài)；
（2）已知電熨斗的功率，由功率的變形公式I=

P

U

可求出通過(guò)電路的電流，然后由歐姆定律可求出R₁的電阻，由W=Pt求出電熨斗3min產(chǎn)生的熱量；
（3）由題意知，改造后電熨斗的功率變小，可以通過(guò)改造電阻R₂來(lái)實(shí)現(xiàn)；由功率公式及并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出改造后R₂的功率，然后由功率的變形公式求出改造后電阻R₂的阻值．

解答：解：（1）電熨斗工作時(shí)，電流流過(guò)電阻產(chǎn)生熱量，對(duì)水加熱，使水汽化為蒸汽，因此電熱絲是利用電流的熱熱效應(yīng)工作的；由電路圖知，閉合S₁，當(dāng)S₂閉合時(shí)，兩電阻絲并聯(lián)，電路電阻最小，電源電壓U一定，由P=

U2

R

可知此時(shí)電路功率最大，電熨斗處于高溫?fù)酰?BR>故答案為：熱；閉合．
（2）由電路圖知：當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，電熨斗處于低溫檔，此時(shí)只有電阻R₁接入電路；
通過(guò)電路的電流I=

P

U

=

100W

220V

≈0.45A，R₁的電阻R₁=

U

I

=

220V

5 11 A

=484Ω；
通電t=3min=180s產(chǎn)生的熱量Q=Pt=100W×180s=1.8×10⁴J；
答：電熨斗處于低溫檔時(shí)，通過(guò)電路的電流是0.45A；電阻R₁的阻值是484Ω；通電3min產(chǎn)生的熱量是1.8×10⁴J．
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁與S₂都閉合時(shí)，電熨斗處于高溫?fù)酰?BR>電阻R₁的功率P₁=P_低溫檔=100W，
電阻R₂的功率P₂=P-P₁=1000W-100W=900W，
則電阻R₂改變后的阻值R₂′=

U2

P2

=

(220V)2

900W

=53.78Ω；
答：可將電阻R₂的阻值改為53.78Ω，電熨斗正常工作時(shí)高溫?fù)豕β适?000W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電熨斗的工作原理、求電熨斗的工作電流、電阻絲電阻、電熨斗產(chǎn)生的熱量、電熨斗的改造等問(wèn)題，分析電路結(jié)構(gòu)，知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫?fù)�、什么條件下處于低溫檔是本題的難點(diǎn)，也是正確解題的前提；分清電路結(jié)構(gòu)、熟練功率公式及其變形公式、歐姆定律、并聯(lián)電路的特點(diǎn)是正確解題的關(guān)鍵；應(yīng)知道利用電流的熱效應(yīng)工作的用電器工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．