加试题:冬天,小明同学使用电热毯时,发现电热毯有高温和低温档,她决定探究电热毯内部电路.图甲、乙分别为她和小亮设计的电热
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解题思路:(1)当电热毯处于低温档时,此时电路中的发热电功率最小,由公式P=

U

2

R

可知,此时电路中的总电阻最大,从甲图可知,应将开关S1闭合,S2断开,电阻R1和R2串联.

(2)当电热毯处于高温档时,此时电路中的发热电功率最大,由公式P=

U

2

R

可知,此时电路中的总电阻最小,从乙图可知,应将开关S1、S2闭合,电阻R2和R3并联.

(3)由开关的位置和开关断开和闭合时对电路的影响进行分析和判断.

(1)从甲图可知,开关S1闭合,S2断开,电阻R1和R2串联,

此时电路中的总电阻最大,电路中的发热电功率最小,为低温档,

∵R1=10Ω,R2=20Ω,∴此时电路中的总电阻为:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,

而U=6V,则低温档时电路中的电流为I=[U/R]=[6V/30Ω]=0.2A,

此时的发热电功率,即电炉丝R2的功率为:P=I2R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W.

(2)从乙图可知,开关S1、S2闭合,电阻R2和R3并联,

此时电路中的总电阻最小,电路中的发热电功率最大,为高温档,

∵R2=20Ω、R3=10Ω,

∴此时电路中的总电阻为:R′=[1

1

R2+

1

R3=

1

1/20Ω+

1

10Ω]=[20/3]Ω,

而U=6V,则高温档时发热电功率为:P=

U2

R′=

(6V)2

20

3Ω=5.4W.

(3)乙图设计的电路好,在乙图中只将开关S1闭合,则电阻R2连入电路,

只将开关S2闭合,则电阻R3连入电路,将开关S1、S2闭合,电阻R2和R3并联,则乙图可设置三个档.

答:(1)低温档时发热电功率为0.8W.

(2)高温档时发热电功率为5.4W.

(3)乙图设计的电路好,乙图可设置三个档.

点评:

本题考点: 电功率的计算.

考点点评: 本题考查了开关断开和闭合对电路的影响,以及串、并联电路电阻的特点,并可以利用公式P=U2R计算电功率.

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