电热毯是农村普遍采用的取暖工具,小明使用的是一个两档(一档是100W,另一档是25W)的电热毯.电热毯电路如图所示,闭合

电热毯是农村普遍采用的取暖工具,小明使用的是一个两档(一档是100W,另一档是25W)的电热毯.电热毯电路如图所示,闭合开关S时,电热丝发热功率为100W,断开开关S时,电热丝发热功率为25W.
(1)求:串联电阻R 0 的阻值应为多大?(电源电压为220V,不计温度对电热丝阻值的影响)
(2)请你从能源有效利用的角度,通过计算分析说明该电热毯的电路不是十分合理的.
杨only-one 1年前 已收到1个回答 举报

瑞侃10015 幼苗

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(1)开关S闭合,等效电路如图甲,通过R的电流为I 1 ;开关S断开,等效电路如图乙,通过R的电流为I 2



图甲中,由P=
U 2
R 可得:
R=
U 2
P 1 =
(220V ) 2
100W =484Ω,
∵P=I 2 R,

P 1
P 2 =
I 2 1 R
I 2 2 R =(
I 1
I 2 ) 2 =
100W
25W =
4
1 ,
解得:
I 1
I 2 =
2
1 ,
∵电源的电压不变,

I 1
I 2 =
R+ R 0
R =
2
1 ,
解得:R 0 =R=484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R 0 串联接入电路,它们的电阻相同,R 0 消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R 0 消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.
答:(1)串联电阻R 0 的阻值应为484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R 0 串联接入电路,它们的电阻相同,R 0 消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R 0 消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.

1年前

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