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5.如圖所示電路中,電源電壓為220V,兩根相同的電阻絲上標有“220V、200W”字樣,不考慮溫度對電阻的影響.求:
(1)每根電阻絲的電阻;
(2)當S1與a接通,S2合上時,電路中的總電流為多少?
(3)當兩個開關分別處于什么狀態(tài)時電路的電功率最?最小電功率為多大.

分析 (1)知道每根電阻絲的額定電壓和額定功率,根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出每根電阻絲的電阻;
(2)當S1與a接通,S2合上時,兩電阻絲并聯,根據電阻的并聯求出電路中的總電阻,根據歐姆定律求出電路中的電流;
(3)由電路圖可知,兩電阻絲串聯時電路中的總電阻最大,根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電路的電功率最小,根據電阻的串聯和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出最小電功率.

解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,每根電阻絲的電阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{200W}$=242Ω;
(2)當S1與a接通,S2合上時,兩電阻絲并聯,
因并聯電路中總電阻的倒數等于各分電阻倒數之和,
所以,電路中的總電阻:
R=$\frac{R}{2}$=$\frac{242Ω}{2}$=121Ω,
電路中的總電流:
I=$\frac{U}{{R}_{并}}$=$\frac{220V}{121Ω}$≈1.8A;
(3)由電路圖可知,當S1與b接通,S2斷開時,電路中的總電阻最大,電路的電功率最小,
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的最小電功率:
P=$\frac{{U}^{2}}{R+R}$=$\frac{(220V)^{2}}{242Ω+242Ω}$=100W.
答:(1)每根電阻絲的電阻為242Ω;
(2)當S1與a接通,S2合上時,電路中的總電流為1.8A;
(3)當S1與b接通,S2斷開時,電路的電功率最小,最小電功率為100W.

點評 本題考查了電阻的串并聯和歐姆定律、電功率公式的應用,是一道較為簡單的應用題.

練習冊系列答案
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