Question

8．如圖是一種調(diào)溫型電熱毯的電路示意圖，R₁和R₂是兩根相同的電熱絲．圖中虛線框內(nèi)是“三刀四檔”滑動(dòng)式調(diào)溫開關(guān)，“三刀”（即AB、CD、EF三個(gè)滑片）只能同時(shí)并排向左或向右滑動(dòng)，使開關(guān)的A、C、E觸點(diǎn)處于“1”、“2”、“3”、“4”檔中的某一檔位上．．當(dāng)開關(guān)處于其他三檔中的某一檔位時(shí)，電熱毯的最小發(fā)熱功率為22W．
（1）當(dāng)調(diào)溫開關(guān)處于“4”檔位時(shí)（即圖示位置時(shí)），電熱毯此時(shí)處于不發(fā)熱（“發(fā)熱”或“不發(fā)熱”）狀態(tài)．
（2）電熱毯以最小發(fā)熱功率工作時(shí)，調(diào)溫開關(guān)應(yīng)處于3（選填“1”、“2”、“3”）檔位，此時(shí)電阻R₁和R₂串聯(lián)，流過電路中的電流為0.1A，從安全用電角度看，這一電壓下，這種電流對(duì)人體會(huì)（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）造成危害．
（3）開關(guān)分別處于“1”和“2”檔時(shí)，電熱毯的發(fā)熱功率分別為88W、44W．
（4）開關(guān)處于“3”檔時(shí)，電熱毯工作30min產(chǎn)生的熱量是多少焦？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)調(diào)溫開關(guān)處于“4”檔位時(shí)（即圖示位置時(shí)），分析電路的連接，確定狀態(tài)；
（2）根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，當(dāng)電路中電阻最大，即兩串聯(lián)時(shí)，功率最小，確定開關(guān)的位置，
知道電熱毯的最小發(fā)熱功率，根據(jù)P=UI求出此時(shí)流過電路中的電流；不高于36V的電壓是對(duì)人體安全的電壓；
（3）在（2）中，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)求出每個(gè)電阻的大小；
由電路圖分析，開關(guān)分別處于“1”和“2”檔時(shí)電路的連接，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和電阻的串聯(lián)，可求可電熱毯的發(fā)熱功率；
（4）開關(guān)分別處于“3”檔時(shí)，電熱毯的發(fā)熱功率最小，根據(jù)Q=W=Pt求出電熱毯工作30分鐘產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）當(dāng)調(diào)溫開關(guān)處于“4”檔位時(shí)（即圖示位置時(shí)），電路斷路，電熱毯此時(shí)處于不發(fā)熱狀態(tài)；
（2）根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，當(dāng)電路中電阻最大，即兩串聯(lián)時(shí)，功率最小，由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)位于“3”檔時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，處于低檔位；
根據(jù)P=UI可得，電熱毯以最小發(fā)熱功率工作時(shí)流過電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{小}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$A=0.1A；因不高于36V的電壓是對(duì)人體安全的電壓，而220V大于36V，故從安全用電角度看，這一電壓下，這種電流對(duì)人體會(huì)造成危害；
（3）在（2）中，由歐姆定律的變形公式，電路的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω，
根據(jù)電阻的串聯(lián)，每個(gè)電阻都等于1100Ω，
當(dāng)開關(guān)處于“1”檔時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，處于高檔位，
并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，根據(jù)電阻的并聯(lián)，R_并=$\frac{1}{2}$×1100Ω，
電熱毯的發(fā)熱功率：
P_大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{并}}$=$\frac{（220V）^{2}}{\frac{1100Ω}{2}}$=88W；
當(dāng)開關(guān)處于“2”檔時(shí)，電路為R₂的簡單電路，
電熱毯的發(fā)熱功率：
P_中=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100Ω}$=44W；
（4）當(dāng)開關(guān)位于“3”檔時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，電熱毯功率為22W，
電熱毯工作30分鐘產(chǎn)生的熱量：
Q=W=Pt=22W×30×60s=3.96×10⁴J．
故答案為：（1）不發(fā)熱；（2）3，串，0.1，會(huì)； （3）88；44； （4）開關(guān)分別處于“3”檔時(shí)，電熱毯工作30min產(chǎn)生的熱量是3.96×10⁴J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的分析判斷，關(guān)鍵是分清開關(guān)處于不同當(dāng)時(shí)電路的連接方式，對(duì)學(xué)生的讀圖能力要求較高．