Question

10．如圖甲所示為一款養(yǎng)生壺，圖乙為電路原理簡圖，如表為它處于高溫狀態(tài)時(shí)的部分參數(shù)，當(dāng)S₁，S₂都閉合時(shí)．養(yǎng)生壺處于高溫狀態(tài)．只閉合S₂時(shí)，養(yǎng)生壺處于低溫狀態(tài)．

額定電壓U/V	額定功率P/W	毛重m/kg	容積V/L
220	500	3.5	2

（1）當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)通過電路的電流是多大？
（2）若正常工作時(shí)低溫電功率為高溫時(shí)的20%，那么R₁、R₂的阻值分別是多大？
（3）如果每天使用養(yǎng)生壺正常工作2小時(shí)，一個(gè)月按照30天算，一個(gè)月消耗多少電能？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁，S₂都閉合時(shí)，電路為R₁的簡單電路，電路中的總電阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電路的總功率最大，養(yǎng)生壺處于高溫狀態(tài)，根據(jù)P=UI求出開關(guān)都閉合時(shí)通過電路的電流；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值，只閉合S₂時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，總電阻最大，電路的電功率最小，養(yǎng)生壺處于低溫狀態(tài)，根據(jù)正常工作時(shí)低溫電功率為高溫時(shí)的20%求出低溫功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的電阻值；
（3）根據(jù)W=Pt即可求出一個(gè)月消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)S₁，S₂都閉合時(shí)，電路為R₁的簡單電路，養(yǎng)生壺處于高溫狀態(tài)，
由P=UI可得，通過電路的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.27A；
（2）當(dāng)S₁，S₂都閉合時(shí)，電路為R₁的簡單電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{500W}$=96.8Ω，
低溫工作時(shí)的功率：
P_低=20%×500W=100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，R₁、R₂串聯(lián)后的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω，
則R₂=R-R₁=484-96.8Ω=387.2Ω；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，一個(gè)月消耗的電能：
W=Pt=0.5kW×2h×30=30kW•h．
答：（1）當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)通過電路的電流是2.27A；
（2）R₁、R₂的阻值依次為96.8Ω、387.2Ω；
（3）一個(gè)月消耗的電能為30kW•h．

點(diǎn)評(píng) 分析電路結(jié)構(gòu)，知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫?fù)酢⑹裁礂l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)、熟練電功和功率公式及其變形公式是正確解題的關(guān)鍵．