Question

小强同学设计了一种电热水壶，电路如图所示，S是温控开关，R₁为发热体．当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时通过发热体的电流是5A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时通过发热体的电流为1A．求：
（1）R₁、R₂的电阻值（不计温度对电阻值的影响）？
（2）电热水壶处于加热状态时发热体的电功率？
（3）通电10min产生多少热量？

Answer

（1）由图可知当开关接a时，只有R1接入电路，由欧姆定律可求得R1的阻值；开关接b时，由欧姆定律可求得R1两端的电压，则由串联电路的电压规律可得出R2两端的电压，再由欧姆定律可求得R2的阻值；
（2）根据P=UI求出电热水壶处于加热状态时发热体的电功率；
（3）根据Q=W=Pt求出加热状态10min产生的热量．
【解析】
（1）R1的电阻：R1===44Ω；
开关接b时，I2=1A
R1的电压：U1=I2R1=1A×44Ω=44V，
R2的电压：U2=U-U1=220V-44V=176V，
R2的电阻：R2===176Ω；
（2）电功率：P1=UI1=220V×5A=1100W；
（3）加热状态10min产生的热量：
Q=W=P1t=1100W×600s=6.6×105J．
答：（1）R1、R2的电阻值分别为44Ω、176Ω
（2）电热水壶处于加热状态时发热体的电功率为1100W；
（3）通电10min产生的热量为6.6×105J．