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如图1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

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如图1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.
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(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2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?
▼优质解答
答案和解析

(1)由图1知,开关S接“1”时两电阻串联,接“2”时只有R1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=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.
答:(1)电阻R1的阻值为242Ω;
(2)电烙铁处于低档位置时的发热功率为40W;
(3)电烙铁工作30min消耗的总电能是1.68×105J.
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