Question

【題目】如圖是一條電熱毯電路的示意圖，R0是發熱電阻絲，R是串聯在電路中的電阻，S是控溫開關．電熱毯標牌上標有“220V 40W”字樣．問（不考慮溫度對電阻值的影響）：
（1）要使電熱毯處于高溫擋時，開關S應處于什么狀態？為什么？
（2）發熱電阻絲R0的阻值是多大？
（3）當電熱毯處于低溫擋時，電路中的電流為0.1A，則在2h內電熱毯消耗的電功率和電阻絲R0產生的熱量是多少？
（4）需要完全燃燒多少克的煤氣才能與2h內R0產生的熱量相同？（q煤氣取4.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖可知，開關S閉合時，電路中只有R0工作，電路中的總電阻最小，由P= 可知，電熱毯的功率最大，處于高溫檔；

同理可知，S斷開時，R與R0串聯在電路中，電熱毯處于保溫檔；

（2）解：由P=UI= 可得，R0的阻值：

R0= = =1210Ω；

（3）解：當S斷開時，R與R0串聯在電路中，電熱毯處于保溫檔，

電熱毯消耗的電功率：

P保溫=UI=220V×0.1A=22W，

在2h內電阻絲R0產生的熱量：

Q0=I2R0t=（0.1A）2×1210Ω×2×3600s=87120J；

（4）解：由題意可知，煤氣完全燃燒釋放的熱量：

Q放=Q0=87120J，

由Q放=mq可得，需要煤氣的質量：

m= = =2.178×10﹣3kg=2.178g．

【解析】（1）由圖可知，開關S閉合時，電路中只有R0工作，S斷開時，R與R0串聯在電路中，根據P= 比較兩種情況下電熱毯的功率，然后判斷其狀態；（2）由銘牌可知額定電壓和額定功率，根據R= 求出R0的阻值；（3）當電熱毯處于低溫擋時，根據P=UI求出消耗的電功率，根據Q=I2Rt求出電阻絲R0產生的熱量；（4）由題意可知煤氣完全燃燒釋放的熱量，根據Q放=mq求出需要煤氣的質量．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用燃料的熱值和電功的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質量，單位是：千克；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．