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  • 冬天,王同學使用電熱毯時發(fā)現(xiàn)電熱毯有高溫檔和低溫檔,于是他設計了電熱毯的模擬電路圖甲和乙(電熱絲相當于電熱毯內部發(fā)熱電阻). (1)圖甲中有定值電阻R1(置于電熱毯外部),

    冬天,王同學使用電熱毯時發(fā)現(xiàn)電熱毯有高溫檔和低溫檔,于是他設計了電熱毯的模擬電路圖甲和乙(電熱絲相當于電熱毯內部發(fā)熱電阻).

    (1)圖甲中有定值電阻R1(置于電熱毯外部),電熱絲R2,請說明要使電熱毯處于低溫檔時,開關S1、S2應處于什么狀態(tài)?并寫出低溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率的表達式.
    (2)圖乙中有兩根電熱絲R2、R3,請說明要使電熱毯處于高溫檔時,開關S1、S2應處于什么狀態(tài)?并寫出高溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率的表達式.
    (3)請指出你認為其中較好的電路,并說明理由.
    其他人氣:862 ℃時間:2020-09-25 02:41:47
    優(yōu)質解答
    (1)由圖甲可知,當S1閉合,S2斷開時電路中的總電阻最大,電路中的電流最小,根據(jù)P=I2R可知,電功率最小,所以此時電熱毯處于低溫檔;
    此時電路中的電流為I=
    U
    R1+R2
    ,
    低溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率為P=I2R2=(
    U
    R1+R2
    2R2
    (2)由乙圖可知,當S1、S2閉合時,兩電阻絲并聯(lián),電路中的電阻最小,根據(jù)P=
    U2
    R
    可知,電源電壓不變時,電熱毯的總功率最大,即此時電熱毯處于高溫檔位;
    高溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率P′=P2+P3=
    U2
    R2
    +
    U2
    R3

    (3)由焦耳定律可知,在甲電路中,低溫檔時R1有電流通過要發(fā)熱,浪費電能,所以較好的電路是乙.
    答:(1)圖甲中處于低溫檔時,S1閉合,S2斷開;低溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率的表達式為P=(
    U
    R1+R2
    2R2
    (2)圖乙中處于高溫檔時,S1、S2均閉合;高溫檔時電熱毯發(fā)熱電功率的表達式為P=
    U2
    R2
    +
    U2
    R3

    (3)較好的電路是乙;因為在甲電路中,低溫檔時R1要發(fā)熱,浪費電能.
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