饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图所示的电路,其中S是一个温控开关,R1为发热板,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一挡,饮水机便处于保温状态.(1)试确定温控开关S接a或b时,饮水机分别对应的工作状态.(2)若饮水机加热时发热板的功率为550W,而保温时发热板的功率为88W,求电阻R2的阻值.(不考虑温度对阻值的影响)

问题描述:

饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图所示的电路,其中S是一个温控开关,R1为发热板,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S自动切换到另一挡,饮水机便处于保温状态.

(1)试确定温控开关S接a或b时,饮水机分别对应的工作状态.
(2)若饮水机加热时发热板的功率为550W,而保温时发热板的功率为88W,求电阻R2的阻值.(不考虑温度对阻值的影响)

(1)S接a时,电功率最小,饮水机处于保温状态,
S接b时,电功率最大,饮水机处于加热状态.
(2)S接b时,发热板的电阻R1=

U
2
1
P1
=
(220V)2
550W
=88Ω,
S接a时,电路电流I=
P1
R1
=
88W
88Ω
=1A,
因R1、R2串联,所以U=U1+U2
即U=IR1+IR2
得220V=1A×88Ω+lA×R2
所以R2=132Ω.
答:电阻R2的阻值为132Ω.
答案解析:(1)根据公式P=
U2
R
可知,电路电阻越大,消耗的电功率越小,S接a时,两电阻串联,电路电阻最大,电功率最小,S接b时,电路电阻最小,电功率最大.
(2)已知饮水机加热时发热板的功率,根据公式R=
U2
P
可求R1的阻值,还知道保温时发热板的功率,根据公式P=I2R可求此时串联电路电流,根据串联电路电压的规律列出等式,进一步求出电阻R2的阻值.
考试点:电功率的计算;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用.

知识点:本题考查电阻、电流等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道开关在不同位置时电路的连接情况,这也是本题的难点,还要知道串联电路电流和电压的规律.