北方的冬天,室外很冷,可交警还要长时间站在道路上指挥交通,某同学为交警同志设计了一种保温鞋,设计的电路如图所示,其中R1为9Ω的发热电阻,R2为调节电阻,此电路具有加热挡和保温挡,已知两种工作状态下发热电阻的功率之比为9:1,发热电阻在保温状态下的功率为4W.求:
(1)加热状态时开关S1?S2的断开闭合情况.
(2)电源电压.
(3)调节电阻的阻值.
网友回答
解:(1)根据公式P=可知,电路电阻越小,功率越大,功率大处于加热状态;
只有发热电阻R1接入电路时,电路电阻小,功率大,电路处于加热状态;
由电路图知:S1、S2都闭合时,只有电阻R1接入电路,处于加热状态;处于加热状态时,S1、S2都闭合.
(2)已知R1=9Ω,P2=4W,发热电阻功率:
当S1、S2闭合时,保温鞋为加热状态.有P1==??????????①
当S1闭合时,S2断开时,保温鞋为保温状态.有P2=????②
?两种工作状态下发热电阻的功率之比为? =????????????????? ? ③
由①②③解得:U=18V,R2=18Ω.
答:(1)处于加热状态时,S1、S2都闭合;
(2)电源电压是18V;
(3)调节电阻的阻值是18Ω.
解析分析:(1)当S1闭合,S2断开时,两电阻串联接入电路;S1、S2都闭合时,只有电阻R1接入电路;电源电压不变,
根据公式P=可知电路功率的大小,从而判断加热时,开关S1?S2的断开闭合情况.
(2)当S1、S2闭合时,保温鞋为加热状态;当S1闭合时,S2断开时,保温鞋为保温状态.根据其电功率之比可计算调节电阻的阻值.
(2)根据功率公式及发热电阻在保温状态下的功率,求出电源电压.
点评:本题考查电路分析、求电阻阻值、求电源电压,解题的关键是功率公式的灵活运用,难点是电路结构分析.
学生要能正确分析电路的变化,会运用电功率公式正确计算,求电源电压及发热电阻阻值.