Question

（2001?北京）如圖，是一個電熱毯電路原理圖．是R₀是電熱毯中的電阻絲，R是與電熱毯電阻絲串聯的電阻，電熱毯上標有“220V 100W”字樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態或保溫狀態的開關．
（1）用學過的公式推理說明開關S斷開時，電熱毯是處于加熱狀態還是保溫狀態？
（2）若要求在保溫時電流通過電阻絲R₀每分鐘有60J的電能轉化為內能，電阻R的阻值應是多大？

Answer 1

分析：（1）根據S斷開時推導出此時的功率和當S閉合時的功率比較即可得出答案；
（2）先根據“220V  100W”求出電熱毯的電阻，再根據每分鐘有60J的電能轉化為內能求出通過它的電流，從而求出R₀兩端的電壓，然后利用串聯分壓的規律求出R上分到的電壓，再利用R=

U

I

即可求出電阻R的阻值．

解答：解：（1）電熱毯是處于保溫狀態．
因為如圖所示當開關S斷開時，R₀與R串聯，P=

U2

R總

=

U2

R0+R

，
當S閉合時，R被短路，此時P=

U2

R總

=

U2

R0

．
所以，閉合時的功率比斷開時的大，因此，相同時間內，
閉合時產生的熱量多，所以S斷開時，電熱毯處于保溫狀態．
（2）根據“220V  100W”可得：R=

(U)2

P

=

(220V)2

100W

=484Ω
因為R₀每分鐘有60J的電能轉化為內能，
根據公式Q=I²Rt得I²=

Q

Rt

=

60J

484Ω×60s

解得：I=

1

22

A，
所以R₀上的電壓為U₀=I?R=

1

22

A×484Ω=22V
所以R上分到的電壓為U₁=220v-22v=198v
所以R的電阻為R=

U1

I

=

198V

1 22 A

=4356Ω．

點評：此題主要考查學生對電功率的計算，串聯電路的電壓規律，電阻，電功計算公式的應用等知識點的理解和掌握，此題涉及的知識點較多，有點難度，屬于難題．