Question

圖示為一款有高、低溫兩檔的蒸汽電熨斗電路原理圖．R₁、R₂為電熱絲，其中R₂=242Ω，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服．
（1）電熱絲是利用電流的______效應工作的．分析電路圖，閉合S₁，當S₂______時，電熨斗處于高溫檔．
（2）電熨斗處于低溫檔時，正常工作功率為100W．求：通過電路的電流是多大？R₁的電阻是多大？通電3min產生的熱量是多少？
（3）若將該款電熨斗進行改造，使其正常工作時高溫擋功率為1000W．要求只改變其中一個電熱絲的阻值，請你通過分析和計算，求出該電熱絲改變后的阻值應為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）電流流過導體時，導體要發熱，這種現象是電流的熱效應；電源電壓一定，由P=可知，電路電阻越小，功率越大，功率大，電熨斗處于高溫擋，根據電路圖分析電路結構，判斷高溫擋時，開關S₂的狀態；
（2）已知電熨斗的功率，由功率的變形公式I=可求出通過電路的電流，然后由歐姆定律可求出R₁的電阻，由W=Pt求出電熨斗3min產生的熱量；
（3）由題意知，改造后電熨斗的功率變小，可以通過改造電阻R₂來實現；由功率公式及并聯電路的特點求出改造后R₂的功率，然后由功率的變形公式求出改造后電阻R₂的阻值．
解答：解：（1）電熨斗工作時，電流流過電阻產生熱量，對水加熱，使水汽化為蒸汽，因此電熱絲是利用電流的熱熱效應工作的；由電路圖知，閉合S₁，當S₂閉合時，兩電阻絲并聯，電路電阻最小，電源電壓U一定，由P=可知此時電路功率最大，電熨斗處于高溫擋；
故答案為：熱；閉合．
（2）由電路圖知：當S₁閉合，S₂斷開時，電熨斗處于低溫檔，此時只有電阻R₁接入電路；
通過電路的電流I==≈0.45A，R₁的電阻R₁===484Ω；
通電t=3min=180s產生的熱量Q=Pt=100W×180s=1.8×10⁴J；
答：電熨斗處于低溫檔時，通過電路的電流是0.45A；電阻R₁的阻值是484Ω；通電3min產生的熱量是1.8×10⁴J．
（3）當開關S₁與S₂都閉合時，電熨斗處于高溫擋，
電阻R₁的功率P₁=P_低溫檔=100W，
電阻R₂的功率P₂=P-P₁=1000W-100W=900W，
則電阻R₂改變后的阻值R₂′===53.78Ω；
答：可將電阻R₂的阻值改為53.78Ω，電熨斗正常工作時高溫擋功率是1000W．
點評：本題考查了電熨斗的工作原理、求電熨斗的工作電流、電阻絲電阻、電熨斗產生的熱量、電熨斗的改造等問題，分析電路結構，知道什么狀態下電熨斗處于高溫擋、什么條件下處于低溫檔是本題的難點，也是正確解題的前提；分清電路結構、熟練功率公式及其變形公式、歐姆定律、并聯電路的特點是正確解題的關鍵；應知道利用電流的熱效應工作的用電器工作時，電能轉化為內能．