Question

【題目】某興趣小組模擬冬季溫防自動加熱和保溫的電路如圖所示，光控開關(guān)S因光照改變會自動通斷，該電路具有白天保溫、晚上加熱的特點．R1、R2為電熱絲，a、b間電壓U=24V，R1=72Ω，晚上電路的發(fā)熱功率為12W．
（1）保溫時S應(yīng)處于（填“閉合”或“斷開”）狀態(tài)；
（2）求R2的阻值；
（3）求該電路白天和晚上分別工作5min和3min所產(chǎn)生的熱量之比．

Answer 1

【答案】
（1）斷開
（2）解：晚上電路的發(fā)熱功率為12W．由于白天保溫、晚上加熱則晚上電路中只有R2連入；

由P= 可知，電阻阻值：R2= = =48Ω

（3）解：保溫時兩電阻串聯(lián)，則總電阻R=R1+R2=72Ω+48Ω=120Ω；

則白天工作5min所產(chǎn)生的熱量為Q1= t1= ×5×60s=1440J；

晚上工作3min所產(chǎn)生的熱量Q2=P加熱t1=12W×3×60s=2160J；

所以 = =

【解析】（1）根據(jù)P= 可知加熱時電路中的電阻值最小，則應(yīng)將R1短路，只有R2連入，電路保溫時，電阻應(yīng)最大，兩電阻應(yīng)都接入電路．（2）已知晚上電路的發(fā)熱功率，利用P= 求出R2的阻值；（3）利用Q=W=Pt= t求出產(chǎn)生的熱量然后求其比值．
【考點精析】本題主要考查了電功率的計算公式和焦耳定律在實際中的應(yīng)用的相關(guān)知識點，需要掌握計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R；當(dāng)電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計算Q． （如電熱器，電阻就是這樣的．）如果電流做功時、不僅把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，同時還轉(zhuǎn)化為其他形式的能時．此時，電功大于產(chǎn)生的熱：即W>Q 計算產(chǎn)生的熱量只能用：Q= I2Rt 計算電功只能用：W = UIt才能正確解答此題．