王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档 于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻).(1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/27 11:14:12
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王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档 于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻).(1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请
王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档 于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热
毯内部发热电阻).
(1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请说明要使电热毯处于低温档时,开关S1、S2应处于什么状态?并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式.
(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说 明要使电热毯处于高温档时,开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式.
(3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由.
王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档 于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻).(1)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝R2,请
(1)由图甲可知,当S1闭合,S2断开时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,根据P=I2R可知,电功率最小,所以此时电热毯处于低温档; 此时电路中的电流为I= U R1+R2 , 低温档时电热毯发热电功率为P=I2R2=( U R1+R2 )2R2.
(2)由乙图可知,当S1、S2闭合时,两电阻丝并联,电路中的电阻最小,根据P= U2 R 可知,电源电压不变时,电热毯的总功率最大,即此时电热毯处于高温档位; 高温档时电热毯发热电功率P′=P2+P3= U2 R2 + U2 R3 .
(3)由焦耳定律可知,在甲电路中,低温档时R1有电流通过要发热,浪费电能,所以较好的电路是乙.
答:(1)图甲中处于低温档时,S1闭合,S2断开;低温档时电热毯发热电功率的表达式为P=( U R1+R2 )2R2. (2)图乙中处于高温档时,S1、S2均闭合;高温档时电热毯发热电功率的表达式为P= U2 R2 + U2 R3 . (3)较好的电路是乙;因为在甲电路中,低温档时R1要发热,浪费电能.