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3.小科家有一個帶有水溫調節功能的家庭魚缸,該魚缸水溫調節器的銘牌如右表所示.水溫調節器電路中的電熱絲由定值電阻R1、R2組成.開關S1、S2閉合,只有R1工作,電路處于加熱狀態;當開關S1閉合、S2斷開時,電路處于保溫狀態.
XX牌魚缸水溫調節器
額定電壓加熱功率保溫功率電源頻率
220V88W22W50Hz
(1)如果需要增加水中的氧氣,最好在魚缸內增加一個氣泵.
(2)在方框內畫出水溫調節器的電路圖,并在圖中元件符號邊標注出R1、R2、S1、S2

(3)當水溫調節器電路處于加熱狀態時,通過電阻R1的電流是0.4A.
(4)R2的阻值為多少?

分析 (1)氣泵有增氧的作用;
(2)根據開關的狀態和加熱情況分析判斷電路的連接方式;
(3)由表格數據知加熱狀態的功率,由P=UI計算通過電阻R1的電流;
(4)由表格數據知保溫狀態的功率,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算電路的總電阻,由串聯電路的電阻特點計算R2的阻值.

解答 解:
(1)如果需要增加水中的氧氣,最好在魚缸內增加一個氣泵.
(2)電源電壓一定,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知,加熱狀態下電路的電阻應小于保溫狀態下電路的總電阻.
閉合S1、S2,R1工作(R2不工作)為加熱狀態;S1閉合、S2斷開為保溫狀態,電路中電阻變大,所以兩電阻應串聯.由此知S2閉合R2不工作,S2斷開R2工作,即S2與R2并聯.
由此畫出電路圖如圖所示:

(3)由表格數據知加熱狀態的功率為88W,此時只有R1工作,
由P=UI可得通過電阻R1的電流:
I1=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{88W}{220V}$=0.4A;
(4)由表格數據知保溫狀態的功率為22W,此時兩電阻串聯,
即:R1+R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$,
所以:R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$-$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{({220V)}^{2}}{22W}$-$\frac{220V}{0.4A}$=1650Ω.
答:(1)氧氣;(2)見上圖;(3)0.4;(4)R2的阻值為1650Ω.

點評 本題考查了電路的設計、電功率以及歐姆定律公式的應用,關鍵是根據題意畫出電路圖,靈活運用公式.

練習冊系列答案
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13.如圖所示的甲、乙兩個電路中,開關閉合后,輸電線因電流過大而燃燒起來,甲、乙兩圖產生電流過大的原因是(  )
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