Question

【題目】如圖1所示是某型號電烙鐵工作原理圖，接通電源后分為工作和保溫兩個狀態(tài)．R1、R2為發(fā)熱電阻，且R2=4R1 ， S為單刀雙擲開關連接在不同位置時完成工作和保溫的轉換．
（1）電阻R1的阻值；
（2）電烙鐵處于低檔位置時的發(fā)熱功率；
（3）如圖2所示是某次使用電烙鐵工作30min的圖象，則這段時間內電烙鐵消耗的總電能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖1知，開關S接“1”時兩電阻串聯(lián)，接“2”時只有R1接入電路．電源電壓一定，接“1”時總電阻最大，由P= 可知，此時為保溫狀態(tài)；接“2”時電阻最小，為工作狀態(tài)；由圖2知，工作功率：P工作=200W，由P= 可得R1的阻值：R1= = =242Ω
（2）解：由題知，R2=4R1，則電烙鐵處于低檔位置時的發(fā)熱功率（保溫功率）：P保溫= = = =40W
（3）解：由圖2知，工作30min時，其中工作狀態(tài)的時間為10min，保溫狀態(tài)的時間為20min，

所以電烙鐵消耗的總電能：

W總=W工作+W保溫=P工作t工作+P保溫t保溫=200W×10×60s+40W×20×60s=1.68×105J

【解析】（1）由圖分析，開關S在不同位置時，根據(jù)P= 分析電烙鐵的工作狀態(tài)；由圖2知，電烙鐵工作狀態(tài)下功率，由P= 計算R1的阻值；（2）已知R2=4R1 ， 由P= 計算電烙鐵處于低檔位置時的發(fā)熱功率；（3）由圖2讀出電烙鐵30min內的高檔和低檔工作時間，由W=Pt計算消耗的電能．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解電功的計算的相關知識，掌握電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．