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学校物理兴趣小组让同学们设计一款有高、低档的电加热器.要求加热器在220V额定电压下使用,高档加热功率为1000W,低档加热功率为200W.小明和小丽同学分别设计了如图的两种电路图.在
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学校物理兴趣小组让同学们设计一款有高、低档的电加热器.要求加热器在220V额定电压下使用,高档加热功率为1000W,低档加热功率为200W.小明和小丽同学分别设计了如图的两种电路图.在他们的设计中,都把S1作为总工作开关,把S2作为切换高、低档的开关.

(1)如果都要求工作在低温档,小明的电路里,S2应该___;小丽的电路里,S2应该___.
(2)求出小明电路里R2的阻值.
(3)求出小丽电路里R2的阻值.

(1)如果都要求工作在低温档,小明的电路里,S2应该___;小丽的电路里,S2应该___.
(2)求出小明电路里R2的阻值.
(3)求出小丽电路里R2的阻值.
▼优质解答
答案和解析
(1)电源的电压一定,由P=
可知,低温档时电路中的总电阻最大,
由小明的设计图可知,S2断开时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最大,即处于低温档;
由小丽的设计图可知,S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,即处于低温档;
(2)小明电路里:S2闭合时,R1与R2并联,电加热器处于高温档,
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,
所以,R2的电功率:
P2=P高温-P低温=1000W-200W=800W,
由P=
可得,R2的阻值:
R2=
=
=60.5Ω;
(3)小丽电路里:S2闭合时,电路为R1的简单电路,电加热器处于高温档,
R1的阻值:
R1=
=
=48.4Ω,
低温档时的总电阻:
R=
=
=242Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω.
答:(1)断开;断开;
(2)小明电路里R2的阻值为60.5Ω;
(3)小丽电路里R2的阻值为193.6Ω.
U2 |
R |
由小明的设计图可知,S2断开时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最大,即处于低温档;
由小丽的设计图可知,S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,即处于低温档;
(2)小明电路里:S2闭合时,R1与R2并联,电加热器处于高温档,
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,
所以,R2的电功率:
P2=P高温-P低温=1000W-200W=800W,
由P=
U2 |
R |
R2=
U2 |
P2 |
(220V)2 |
800W |
(3)小丽电路里:S2闭合时,电路为R1的简单电路,电加热器处于高温档,
R1的阻值:
R1=
U2 |
P高温 |
(220V)2 |
1000W |
低温档时的总电阻:
R=
U2 |
P低温 |
(220V)2 |
200W |
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω.
答:(1)断开;断开;
(2)小明电路里R2的阻值为60.5Ω;
(3)小丽电路里R2的阻值为193.6Ω.
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