Question

14．如圖所示電器修理中使用到的電烙鐵及其電路圖．
（1）已知電烙鐵在220V電壓下正常工作時的電流是1.33A，電阻R為165Ω，當此電烙鐵通電10min時產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）工作中在不使用電烙鐵時，發(fā)現(xiàn)若斷開電源，電烙鐵溫度會降得很低，影響再次升溫使用，為了使用時升溫快一點來節(jié)省焊接時間，小明根據(jù)家中電飯煲的工作擋位原理對其進行了改進，給電烙鐵又設(shè)計了一個保溫狀態(tài)．
①請你畫出改進后的電路圖？
②若保溫狀態(tài)時R的功率為正常工作時的$\frac{1}{25}$，求此時電路中的總電阻？

Answer 1

分析 （1）利用Q=I²Rt求出電烙鐵10min產(chǎn)生的熱量；
（2）①要想處于保溫狀態(tài)，需要降低其電功率，故應(yīng)串聯(lián)一個電阻減小電路中的電流，由此設(shè)計電路；②利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和題目條件列出等式求解即可．

解答 解：（1）因為I=1.33A，R=165Ω，t=10min=600s
電烙鐵10min產(chǎn)生的熱量為：Q=I²Rt=（1.33A）²×165Ω×600s≈1.75×10⁵J；
（2）①根據(jù)題意可知，要設(shè)計成具有保溫功能的電路，在電壓不變的情況下，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻需要增大，讓其功率減小即可，故設(shè)計電路如圖所示：

②因為保溫狀態(tài)時R的功率為正常工作時的$\frac{1}{25}$，則P'=$\frac{1}{25}$P  即$\frac{U{′}^{2}}{R}$=$\frac{1}{25}$$\frac{{U}^{2}}{R}$ 解得：U'=$\frac{1}{5}$U
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點：$\frac{{U}_{x}}{{U}_{R}}$=$\frac{{R}_{x}}{R}$=$\frac{4}{1}$
故：R_x=4R=4×165Ω=660Ω
則總電阻為R_x+R=660Ω+165Ω=825Ω．
答：（1）當此電烙鐵通電10min時產(chǎn)生的熱量是1.75×10⁵J；
（2）①電路圖如上圖；②此時電路中的總電阻825Ω．

點評 此題主要考查學(xué)生對于電功率及串聯(lián)電路特點的理解和掌握，熟悉電路特點和公式是關(guān)鍵．