绝缘体

小小电热宝里的电路题

发布时间:2023/4/4 15:19:17   
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学校科技小组的同学制作了一个简易三档位的“小小电热宝”,如图所示,R1、R2都是发热电阻,电源电压保持36V.(1)当S1闭合,S2接a端时为中温档,电热宝的功率为18W,求R1的阻值是多少?(2)当S1闭合,S2接b端时为高温档,电热宝的功率为45W,求电路中的总电流和R2的电阻各是多少?(3)电热宝在低温档时,开关S1、S2各处于什么状态?

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1:按发热原理分类

电暖宝分为电极式和电热丝式两种。其中,电极式电暖宝中有正负两个电极,直接和袋中的液体(电解质溶液)接触,电极通电后,溶液就带电加热,加热时间较短(约2~8分钟),但液体膨胀较快,容易爆炸。电热丝式电暖宝中有一个绝缘体线圈,摸上去体积比电极式发热体明显要大。

2:工作原理:

电极式电热水袋的工作原理是在固体电热饼的基础上改进的,采用电极式加热方法,优质控温与热熔断器双重温控保险。正常情况下袋内液体温度达到65度时温控器会自动切断电路,停止加热。

高温档与低温档主要指放出的能量高与低,一般家庭电路电压不变,那么根据P=U2/R知,当电路中的电阻R变小时,即P大,此时为高温档;当电路中的电阻R变大时,此时P变小,即为低温档.

3:电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特(Watt),简称瓦,符号是W。

作为表示电流做功快慢的物理量,一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。如果在t(SI单位为s)这么长的时间内消耗的电能“W”(SI单位为J),那么这个用电器的电功率,就是P=W/t(定义式)电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。

解:(1)中温档工作时,R2被短路P1=18W,U=36V

R1=U2P1=(36V)W=72Ω.

(2)高温档工作时,R1与R2并联

P2=45W;I总=P2U=45W36V=1.25A

I1=UR1=36V72Ω=0.5A,I2=I总-I1=1.25A-0.5A=0.75A

R2=UI2=36V0.75A=48Ω

(3)当S1断开,S2接a时为低温档.

答:(1)R1的阻值是72Ω;(2)电路中的总电流是1.25A,R2的电阻是48Ω;(3)当S1断开,S2接a时为低温档.

解析:

(1)当闭合S1,S2接a端时,R2被短路,电路中只有电阻R1工作,由R=U2P可求得R1的阻值;

(2)当闭合S1,S2接b端时,R1、R2并联,由I=PU求总电流,由欧姆定律求出电阻R1电流,再由并联电路电流的特点I=I1+I2求出电阻R2电流;

(3)低温档就是使其功率最小,由功率公式P=U2R得,应让电阻最大,即断开开关S1,S2接a端.

点而评之:

本题主要考查了学生对串并联电路的识别和电功率公式的应用能力.



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