Question

【题目】如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能．用电器发热电阻R的额定电压为220V，额定功率为605W．加热时，按下温控开关S与 a、b接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮．红灯标有“6V 1.5W”、绿灯标有“12V 3W”的字样，用电器工作时两灯均正常发光（虚线框内为用电器的加热和保温装置）．请根据以上信息解答下列问题：
（1）电阻R1的作用．
（2）当用电器处于加热状态时，加热装置1min消耗的电能．
（3）该用电器在保温状态时，保温装置的发热功率和电阻R2的阻值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由题和电路图可知，加热时，按下温控开关S与a、b接触，红灯与R1串联，再与发热电阻R并联；

因为电源电压大于红灯的额定电压，因此R1起分压作用，使红灯正常发光

（2）解：由题知，加热时，发热电阻R的额定功率为605W，

由P= 可得，加热装置1min消耗的电能：

W=P加热t=605W×60s=3.63×104J

（3）解：由电路图和题意可知，温控开关S自动跳接到c，用电器处于保温状态，此时绿灯、R2、R串联，R2和R为保温装置；

绿色指示灯正常发光，由P=UI可得，I绿灯= = =0.25A，

串联电路电流处处相等，所以I=I绿灯=0.25A，

根据串联电路的电压规律可得，保温装置两端的电压：U保温=U﹣U绿灯=220V﹣12V=208V，

保温装置的发热功率：P保温=U保温I=208V×0.25A=52W，

保温装置的总电阻：R保温= = =832Ω，

发热电阻R的阻值：R= = =80Ω，

根据串联电路的电阻规律可得，电阻R2的阻值：R2=R保温﹣R=832Ω﹣80Ω=752Ω

【解析】（1）加热时，R1与红灯串联，根据串联电路的分压作用进行分析；根据P=UI求出红灯正常发光时电路中电流，再根据串联电路电压的特点和欧姆定律的变形公式求出R1的阻值；（2）已知加热时的功率，直接根据W=Pt即可求出加热装置1min消耗的电能．（3）保温时，R、R2和绿灯串联，根据灯泡正常发光和P=UI求出此时电路中的电流，并根据欧姆定律的变形公式求出电路的总电阻，然后利用P= 的变形公式求出R和绿灯的电阻，再根据串联电路电阻的特点求出R2的阻值；利用P=I2R求出保温时该电器保温装置的发热功率．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功的计算的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正确解答此题．