Question

德國不同地區(qū)家庭電路的電壓有的是220V、有的是110V．為了適應(yīng)這種情況，我市某對德出口企業(yè)生產(chǎn)的電熨斗內(nèi)有R₁、R₂兩段發(fā)熱絲，其簡化電路如圖，通過開關(guān)S的調(diào)節(jié)，它在220V或110V電壓下都能正常工作，這兩種情況下熨斗的電功率均為1100W．求：
（1）電熨斗正常工作5分鐘消耗多少焦耳電能？
（2）兩發(fā)熱絲的電阻分別是多大？

Answer 1

分析：（1）已知電熨斗額定功率與工作時間，由W=Pt可以求出電熨斗消耗的電能．
（2）由P=

U2

R

可知，在P一定時，U越大，R越大；根據(jù)電路圖，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，
確定何時電源電壓是110V、何時是220V，然后根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及電功率公式的變形公式可以求出電阻絲的阻值．

解答：已知：U=110V，U′=220V，P=1100W，t=5min=300s；
求：（1）電熨斗正常工作5分鐘消耗多少焦耳電能？
（2）兩發(fā)熱絲的電阻分別是多大？
解：（1）∵P=

W

t

，
∴電熨斗消耗的電能：
W=Pt=1100W×300s=3.3×10⁵J；
（2）由P=

U2

R

可知，在P一定時，U越大，R越大；
由電路圖可知，開關(guān)s閉合時，電阻R₂被短路，
只有電阻R₁接入電路，此時電阻小，電源電壓U=110V，
∵P=

U2

R

，
∴電阻R₁=

U2

P

=

(110V)2

1100W

=11Ω，
當(dāng)開關(guān)s斷開時，兩電阻串聯(lián)，電壓U′=220V，
∵P=

U2

R

，
∴電阻R=R₁+R₂=

U′2

P

=

(220V)2

1100W

=44Ω，
R₂=R-R₁=44Ω-11Ω=33Ω．
（1）電熨斗正常工作5分鐘消耗3.3×10⁵J的電能．
（2）兩發(fā)熱絲的電阻分別是R₁=11Ω，R₂=33Ω．

點(diǎn)評：分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用電功公式、電功率的變形公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)即可正確解題．