Question

4．如圖所示，為某校師生自制一臺(tái)電烘箱的簡(jiǎn)化電路，R₁和R₂均為電熱絲且電阻值穩(wěn)定，當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)為高溫檔，只閉合S₁為低溫檔．電源電壓恒為220V，R₂阻值為55Ω，低溫檔時(shí)電流為2A，試求：
（1）電熱絲R₁的阻值；
（2）電烘箱在高溫檔時(shí)電路中的電流；
（3）電烘箱在高溫檔正常工作時(shí)1min可產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電烘箱處于低溫檔，根據(jù)歐姆定律求出電熱絲R₁的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，電烘箱處于高溫檔，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，利用歐姆定律求出電路中的電流；
（3）根據(jù)Q=W=UIt求出電烘箱在高溫檔正常工作時(shí)1min可產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電烘箱處于低溫檔，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電熱絲R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{220V}{2A}$=110Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，電烘箱處于高溫檔，
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，
所以，電路中的總電阻：
R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{110Ω×55Ω}{110Ω+55Ω}$=$\frac{110Ω}{3}$，
電路中的電流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{\frac{110Ω}{3}}$=6A；
（3）電烘箱在高溫檔正常工作時(shí)1min可產(chǎn)生的熱量：
Q=W=UIt=220V×6A×60s=7.92×10⁴J．
答：（1）電熱絲R₁的阻值為110Ω；
（2）電烘箱在高溫檔時(shí)電路中的電流為6A；
（3）電烘箱在高溫檔正常工作時(shí)1min可產(chǎn)生的熱量為7.92×10⁴J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電阻的并聯(lián)和歐姆定律、電熱公式的應(yīng)用，要注意測(cè)電阻用電器消耗的電能和產(chǎn)生的熱量相等．