Question

【题目】如图所示是某型号电烙铁工作原理图，接通电源后分为工作和保温两个状态。R1、R2为发热电阻，且R2=4R1，S为单刀双掷开关连接在不同位置时完成工作和保温的转换。

（1）电阻R1的阻值；

（2）电烙铁处于低档位置时的发热功率；

（3）如图所示是某次使用电烙铁工作30min的图象，则这段时间内电烙铁消耗的总电能是多少？

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）1.68×105J．

【解析】（1）由图1知，开关S接“1”时两电阻串联，接“2”时只有R_1 接入电路，电源电压一定，接“1”时总电阻最大，由P=U2/R可知，此时为保温状态；接“2”时电阻最小，为工作状态；由图2知，工作功率：P工作=200W，由P=U2/R可得R1的阻值：R1=U2/P工作=(220V)2/200W=242Ω；

（2）由题知，R2=4R1，则电烙铁处于低档位置时的发热功率（保温功率）：P保温=U2/R1+R2=U2/5R1=(220V)2/5×242Ω=40W；

（3）由图2知，工作30min时，其中工作状态的时间为10min，保温状态的时间为20min，所以电烙铁消耗的总电能：W总=W工作+W保温=P工作t工作+P保温t保温=200W×10×60s+40W×20×60s=1.68×105J