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(2007?朝阳区二模)电烙铁在使用时,如果不断通电会使烙铁头的温度不断升高,影响焊接.有一种变阻电热丝控温电烙铁,其结构示意图和电路示意图分别如图甲、乙所示.电阻丝R1是主电热丝,是用电阻基本不随温度变化的镍铬合金绕制,用于对烙铁头进行加热.电阻丝R2为控温电热丝,是用铁铬铝合金绕制,当温度低时R2阻值小,温度升高阻值变大.工作时,闭合开关接通家庭电路,电压是220V,且保持不变.R1的电功率为100W,电烙铁的总功率为160W.通电30s后烙铁头的温度可以达到300℃左右.这个过程中由于R2的阻值变大,电路中电流减小为0.4A,使R1的电功率下降,烙铁头的温度不会继续上升.
求:(l)刚接通电路时,R2的电功率;
(2)在使用电烙铁的过程中R2阻值的变化范围(计算过程和结果保留1位小数).
分析:(1)由图乙所示可知,两电阻串联,由串联电路特点可以求出R2的电功率;
(2)开始时,已知电路总功功率,由P=UI的变形公式求出电路电流,然后由电功率公式的变形公式求出电阻阻值;由欧姆定律求出通电30s后电路总电阻,由串联电路特点求出R2的阻值,然后求出其阻值变化范围.
解答:解:(1)刚接通电路:P2=P-P1=160W-100W=60W;
(2)∵P=UI,
∴闭合开关时,电路电流I=
P
U
=
160W
220V
=
8
11
A,
∵P=I2R,
∴电阻R1=
P1
I2
=
100W
(
8
11
A)2
≈189.1Ω,
R2=
P2
I2
=
60W
(
8
11
A)2
≈113.4Ω,
∵I=
U
R

∴通电30s后,电路总电阻R=
U
I′
=
220V
0.4A
=550Ω,
R2′=R-R1=550Ω-189.1Ω=360.9Ω,
R2阻值的变化范围为113.4Ω~360.9Ω.
答:(l)刚接通电路时,R2的电功率为60W;
(2)在使用电烙铁的过程中R2阻值的变化范围是113.4Ω~360.9Ω.
点评:本题考查了求电阻功率、电阻变化范围问题,应用串联电路特点、电功率公式的变形公式、欧姆定律即可正确解题.
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