Question

如圖是一條電熱毯電路的示意圖，R₀是發熱電阻絲，R是串聯在電路中的電阻，S是控溫開關．電熱毯銘牌上標有“220 40W”字樣，問：（不考慮溫度對電阻值的影響）
（1）要使電熱毯處于低溫擋，開關S應處于什么狀態？（不用闡明理由）
（2）發熱電阻絲R₀的阻值是多大？
（2）當電熱毯處于低溫擋時，電路中的電流為0.1A，則在20min內R₀產生的熱量是多少？
（4）需要完全燃燒多少kg酒精才能和（3）中R₀產生的熱量相等？（不計熱損失，酒精的熱值為3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）斷開（2）1210Ω（3）14520J（4）4.84×10^﹣4kg

解：
（1）根據圖示，當S閉合時，只有R₀在電路中，電熱毯處于高溫檔；當S斷開時，R與R₀串聯在電路中，由P=可知電熱毯處于低溫狀態，
答：要使電熱毯處于低溫檔，開關應處于斷開狀態．
（2）∵P=UI=，
∴R₀===1210Ω；
答：發熱電阻絲R₀的阻值是1210Ω．
（3）當電熱毯處于低溫擋時，R與R₀串聯在電路中，
電阻絲10s內產生的熱量：
Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×20×60s=14520J，
答：20min內電阻絲R₀產生的熱量是14520J；
（4）由題知，Q_放=Q=14520J，
而Q_放=mq，
需要酒精：
m===4.84×10^﹣4kg．
答：需要完全燃燒4.84×10^﹣4kg的酒精．