Question

图1为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图2所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V．电路的工作原

Answer 1

解题思路：（1）利用W=Pt求高温档状态下5min消耗电能；

（2）知道低高温档状态下电功率为880W，根据P=UI求出电路中的电流；

（3）知道低温档状态下工作时的电流利用欧姆定律即可求出R₁的阻值；

（3）由题意知，改造后电熨斗的功率不变，通过用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R₂来实现，由功率公式及并联电路的特点可得出是否符合要求．

（1）t=5min=300s，

由电功率定义式P=[W/t]得：电熨斗高温档状态下5min消耗电能：

=1980W×300s=5.94×10⁵J；

（2）由电功率公式P=UI得：电熨斗低温档状态下工作时的电流：

I_低=

P低

U额=[880W/220V]=4A；

（3）由题目可知：当S₁闭合，S₂断开时，电熨斗处于低温档，此时只有电阻R₁中有电流通过．

则由欧姆定律得：R₁的电阻R₁=

U额

I低=[220V/4A]=55Ω；

（4）两根“220V 550W”的电热丝并联替代R₂使用时电功率是1100W，与单独使用电热丝R₂时的功率1980W-880W=1100W是一样的，电路恢复正常工作符合要求；

但是小楠的方案不是最佳方案；当并联的“220V 550W”电热丝中有一根电热丝烧坏，电路仍能工作，而此时的高温挡的电功率只有880+550=1430W＜1980W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案．

答：（1）在高温档状态下5min消耗5.94×10⁵J的电能；

（2）在低温档状态下工作时电路中的电流是4A；

（3）电热丝R₁的电阻为55Ω；

（4）通过计算和分析，对小楠的方案不是最佳方案；虽然符合要求，但当其中一根的电热丝烧坏，电路仍能工作，则高温挡的电功率只有880W+550W=1430W＜1980W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案．

点评：

本题考点： 电功率的计算；电功的计算．

考点点评： 分清电路结构、熟练功率公式及其变形公式、欧姆定律、并联电路的特点是正确解题的关键．