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右图是一个加热、保温电路的一部分.电热丝R1规格为“220V 1100W”,限流...

右图是一个加热、保温电路的一部分.电热丝R1规格为“220V 1100W”,限流电阻R2=506Ω.电路的工作原理是:当温控开关S接a时,电热丝R1接入电路,电路处于加热状态;当达到一定温度时,温控开关S自动从a切换到b,电路处于保温状态.正常工作时,加热功率1100W,保温功率88W.(电源电压保持不变,电阻不随温度变化.)
(1)请你按照上述原理,对右图进行连线,使它成为完整的电路图;
(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时,R1烧毁了.有人想使电路恢复正常工作,设计了下面方案.请通过计算、分析,对两个方案作出评价:
方案一:用“220V 220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4串联替代R1
方案二:用两根都是“220V 550W”的电热丝R5并联替代R1
(3)请你选用下表所提供的电热丝,再设计一个方案,使(2)中损坏的电路恢复正常工作,并说明设计理由.
电热丝:
 符号 R6 R7 R8 R9
 规格 220V  500W 220V   600W 220V   2200W 110V   550W
 数量 1 1 2 3


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(1)根据公式P=可知,当电源电压不变时,电路电阻越大,电功率越小,加热时只有电阻R1工作,保温时两电阻串联都工作,加热时电阻小,串联时电阻大. (2)先根据公式R=算出各自的电阻,再求方案一加热和保温时的功率,看是不是符合要求,同理再分别求出方案二加热和保温时的功率,看是不是符合要求. (3)先根据公式R=计算工作的电阻,再看连接方式,连接后看电阻是否等于R1的阻值,并且看是否在额定电压下工作. 【解析】 (1)接a时,只有电阻R1工作,处于加热状态,接b时,两电阻都工作,处于保温状态, 如图所示 (2)方案一: R3===220Ω, 同理R4=55Ω R3、R4串联后: 加热时:P串===176W<1100W, 保温时:P′串==≈62.0W<88W, 两项都不合题意要求,方案一不可行. 方案二: R1===44Ω,同理R5=88Ω.两根电热丝R5并联后总电阻值是44Ω,能替代R1,加热时功率为1100W;保温时功率为88W.正常工作时,两项都合要求. 但是,当其中一根电热丝烧坏时,电路仍可以工作. 加热时:R5正常工作,P=550W<1100W 保温时:P″==≈81.5W<88W, 断了一根电热丝后,两项都不合要求,而且不能及时发现加以排除.可见方案二不是最佳的. (3)设计如下: 将两根“110V550W”电热丝R9串联替代R1. 理由:一个电热丝的电阻值为R9 R9===22Ω, 两根电热丝串联后总阻值是44Ω,接在220V电压下能正常工作,能完全等效替代R1,符合题意要求.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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