Question

某電熱毯只有一個檔位，使用不方便．小明想用一電阻絲作發熱體與其串聯，將它改造成有兩個擋位的電熱毯．已知原電熱毯的額定電壓為220 V，為了測定它的額定功率，小明把它與一個標有“220 V　25 W”的燈泡串聯在家庭電路中(如圖甲所示)，電壓表的示數為176 V．(電源電壓恒為220 V，不考慮溫度對電阻阻值的影響)

求：(1)原電熱毯的額定功率．

(2)為了使改造后的電熱毯(如圖乙所示)在低溫檔位時的總發熱功率為原電熱毯額定功率的五分之三，小明需一個阻值多大的電阻絲．(保留一位小數)

(3)改造后的電熱毯，在低溫檔位時工作10 min，R₀消耗的電能．

Answer 1

答案：
解析：

講析及答案：(1)燈泡的電阻為 　　RL＝＝＝1936 Ω， 　　R0兩端的電壓為 　　U0＝U－UL＝220 V－176 V＝44 V， 　　由于R0與燈泡串聯，所以 　　R0＝RL＝×1936 Ω＝484 Ω， 　　原電熱毯的額定功率為 　　P額＝＝＝100 W． 　　(2)改造后的電熱毯在低溫檔位時，R0與Rx串聯，總發熱功率為 　　P＝0.6　P額＝100 W×0.6＝60 W， 　　電路的總電阻為 　　R＝＝＝806.7 Ω， 　　Rx＝R－R0＝806.7 Ω－484 Ω＝322.7 Ω． 　　(3)改造后的電熱毯，在低溫檔位時工作10 min，R0消耗電能為 　　W0＝P0t＝I2R0t＝()2×484 Ω×600 s＝21600 J． 　　點評：本題以電熱毯多檔位的改造問題為素材，考查同學們對設計新穎電路的解決能力，同時引導同學們善于發現身邊的物理問題和解決實際問題．