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如图甲所示为一款电热靴,图乙为其一只靴内部电路简图,电源电压恒定为6V,S2为三档旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处)发热电阻丝R1、R2阻值相同,b接电阻丝R1的中点.每只电热靴

题目详情
如图甲所示为一款电热靴,图乙为其一只靴内部电路简图,电源电压恒定为6V,S2为三档旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处)发热电阻丝R1、R2阻值相同,b接电阻丝R1的中点.每只电热靴的低温功率为4.5W.请解答:
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(1)请分析金属片拨至何处为高温档?
(2)电阻丝R2的阻值.
(3)若同时打开中温档.半个小时所消耗的电能是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)电源的电压一定,电热靴处于高温档时,由P=
U2
R
可知,电路中的总电阻最小,
由电路图可知,金属片拨至c处时,电路中的总电阻最小;
(2)当金属片拨至a处时,R1与R2串联,电热靴处于低温档,
由P=
U2
R
可得,电路中的总电阻:
R=
U2
P
=
(6V)2
4.5W
=8Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且R1、R2阻值相同,
所以,电阻丝R2的阻值:
R2=R1=
R
2
=
2
=4Ω;
(3)当金属片拨至b处时,
1
2
R1与R2串联,电热靴处于中温档,
则同时打开中温档半个小时所消耗的电能:
W=2
U2
R1
2
+R2
t=2
(6V)2
2
+4Ω
×1800s=21600J.
答:(1)金属片拨至c处为高温档;
(2)电阻丝R2的阻值为4Ω;
(3)若同时打开中温档,半个小时所消耗的电能是21600J.
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