Question

20．如圖所示為一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗電路原理圖．R₁、R₂為電熱絲，工作時，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服．
（1）電熨斗處于低溫擋時，正常工作功率為1100W，求：通過電路的電流是多大？
（2）電熨斗處于高溫擋時，正常工作功率為1300W，求：電熱絲R₂的阻值是多大？
（3）若將該款電熨斗進行改造，使其正常工作時高溫擋功率為1000W，要求只改變其中一個電熱絲的阻值，請你通過分析和計算，求出該電熱絲改變后的阻值應為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可以看出：當只閉合開關S₁時，電路中只有R₁有電流通過，此時為低溫檔；當同時閉合兩個開關時，兩只電熱絲都有電流通過，此時屬于高溫檔．
（1）已知電熨斗的功率，由功率的變形公式可求出通過電路的電流；
（2）已知高溫檔和低溫檔的功率，可以得到R₂消耗的功率，利用功率變形公式得到電熱絲R₂的阻值；
（3）由題意知，改造后電熨斗的功率變小，可以通過改造電阻R₂來實現；由功率公式及并聯電路的特點求出改造后R₂的功率，然后由功率的變形公式求出改造后電阻R₂的阻值．

解答 解：
（1）低溫擋工作時，由P=UI可知，
通過電路的電流：I₁=$\frac{{P}_{低}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（2）R₂消耗的功率為P₂=P_高-P_低=1300W-1100W=200W；
因為P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以R₂的電阻：R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{200W}$=242Ω；
（3）已知高溫擋功率為1000W，改變R₁為R₁′，
則R₁′的功率：P₁′=P-P₂=1000W-200W=800W，
R₁′的電阻：R₁′=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}′}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω．
答：
（1）通過電路的電流是5A；
（2）R₂的電阻是242Ω；
（3）電熱絲改變后的阻值應為60.5Ω．

點評 本題考查了電熨斗的工作原理、求電熨斗的工作電流、電阻絲電阻、電熨斗的改造等問題，分析電路結構，知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫檔、什么條件下處于低溫檔是本題的難點，也是正確解題的前提；分清電路結構、熟練功率公式及其變形公式、歐姆定律、并聯電路的特點是正確解題的關鍵；應知道利用電流的熱效應工作的用電器工作時，電能轉化為內能．