有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,R1=605Ω,如图所示.利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为两档,Ⅰ档为功率最大,Ⅱ档功率为Ⅰ档的14,试问:(1)开关处于什么状态时,电热毯的功率最大?最大功率为多少瓦特?(2)电阻R2应为多大?

问题描述:

有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,R1=605Ω,如图所示.利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为两档,Ⅰ档为功率最大,Ⅱ档功率为Ⅰ档的

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4
,试问:

(1)开关处于什么状态时,电热毯的功率最大?最大功率为多少瓦特?
(2)电阻R2应为多大?

(1)开关闭合时电路中只有R1工作,此时电阻最小,功率最大,P=

U2
R1
=
(220V)2
605Ω
=80W.
答:开关闭合时电热毯的功率最大,最大功率为80W.
(2)Ⅱ档功率为P=
1
4
P=
1
4
×80W=20W,此时两电阻串联,电路总电阻R=
U2
P
=
(220V)2
20W
=2420Ω,
所以电阻R2=R-R1=2420Ω-605Ω=1815Ω.
答:电阻R2应为1815Ω.
答案解析:(1)根据公式P=
U2
R
可知,电源电压不变,电路电阻越大,电功率越小,由电路图可知,两电阻串联时电阻最大,功率最小,只有一个电阻工作时,电阻最小,功率最大,根据公式P=
U2
R
可求最大功率.
(2)先求出低档时的功率,再利用公式R=
U2
P
求出电路的总电阻,根据串联电路电阻的规律进一步求出电阻R2的阻值.
考试点:电功率的计算;欧姆定律的应用;电阻的串联.

知识点:本题考查电功率、电阻的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是分析开关断开与闭合时电路的连接情况,要记住串联电路电阻的规律.