中考物理二輪復(fù)習(xí)題型專項(xiàng)復(fù)習(xí)專題08 電功率計(jì)算問題（含解析）

專題08電功率計(jì)算問題【知識(shí)儲(chǔ)備】計(jì)算公式：P=UI=W/t(適用于所有電路)由此可得電功W=UIt對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=U2/R串聯(lián)電路中常用公式：P=I2RP1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/RP1：P2=R2：R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn【專題突破】1．電動(dòng)自行車是倍受人們青睞的一種交通工具。它可以電動(dòng)騎行，亦可以腳踏騎行。電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力。如表是某型號(hào)電動(dòng)自行車主要技術(shù)參數(shù)。整車整車質(zhì)量40kg最高車速≤30km/h最大噪聲≤62dB蓄電池電壓48V容量10A?h電動(dòng)機(jī)額定電壓48V額定功率240W（1）行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積為100cm2，當(dāng)你騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛時(shí)，請(qǐng)估算地面受到的壓強(qiáng)是多大？（2）蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的電能是多少焦？（保留整數(shù)）（3）若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛多遠(yuǎn)？（4）從表格中可知，為了減小交通事故率，此電動(dòng)自行車“凈重不大于40kg，設(shè)計(jì)速度不大于30km/h，電動(dòng)機(jī)額定連續(xù)輸出功率應(yīng)不大于240W”，請(qǐng)你根據(jù)初中所學(xué)的物理知識(shí)解釋：為什么要限定電動(dòng)自行車的質(zhì)量和速度？【解答】解：（1）中學(xué)生身體的質(zhì)量約為50kg，人和車的總重力為：G總＝m總g＝（50kg+40kg）×10N/kg＝900N，當(dāng)你騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛時(shí)，自行車對(duì)地面的壓力為：F＝G總＝900N，地面受到的壓強(qiáng)為：p=FS=900N100×1（2）蓄電池儲(chǔ)存的電能為：W＝UIt＝48V×10A×3600s＝1.728×106J≈2×106J；（3）因蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，W80%＝fs，即：2×106J×80%＝40N×s，解得行駛的最遠(yuǎn)距離為：s=2×1（4）當(dāng)電動(dòng)自行車的質(zhì)量大、速度大時(shí)，其動(dòng)能大，出現(xiàn)事故時(shí)造成的傷害大，所以要限定電動(dòng)自行車的質(zhì)量和行駛速度。答：（1）地面受到的壓強(qiáng)是9×104Pa；（2）蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的電能是2×106J；（3）蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛40000m；（4）當(dāng)電動(dòng)自行車的質(zhì)量大、速度大時(shí)，其動(dòng)能大，出現(xiàn)事故時(shí)造成的傷害大，所以要限定電動(dòng)自行車的質(zhì)量和行駛速度。2．空氣質(zhì)量問題是當(dāng)前人們關(guān)注的重點(diǎn)問題，某興趣小組利用自制的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量等級(jí)進(jìn)行了測(cè)量，其空氣質(zhì)量等級(jí)是按照空氣質(zhì)量指數(shù)A劃分的（如表）。用電壓表顯示空氣質(zhì)量指數(shù)，工作原理電路如圖。已知電源電壓U＝20V，電壓表的量程為0～15V，定值電阻R0的阻值為150Ω，氣敏電阻阻值R與空氣質(zhì)量指數(shù)A的關(guān)系為R=6A×10空氣質(zhì)量指數(shù)A0～5051～100101～150151～200201～300＞300空氣質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染嚴(yán)重污染（1）當(dāng)通過氣敏電阻的電流為0.04A時(shí)，此電路通電10s消耗多少電能？（2）通過計(jì)算，判斷電壓表示數(shù)為12V時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)。（3）更換定值電阻R0可改變監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍，若要使電壓表滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)A＝400，則更換后的定值電阻R0'的阻值應(yīng)為多大？【解答】解：（1）當(dāng)通過氣敏電阻的電流為0.04A時(shí)，此電路通電10s消耗的電能：W＝UIt＝20V×0.04A×10s＝8J；（2）由圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓；當(dāng)電壓表示數(shù)為U0＝12V時(shí)，通過R0的電流：I0=U根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過氣敏電阻R的電流：IR＝I0＝0.08A，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，氣敏電阻R兩端的電壓：UR＝U﹣U0＝20V﹣12V＝8V，由I=UR可知，氣敏電阻的阻值：R=U由R=6A×103Ω可知，空氣質(zhì)量指數(shù)A由表格可知，此時(shí)空氣質(zhì)量等級(jí)為良；（3）由R=6A×103Ω可知，當(dāng)空氣質(zhì)量指數(shù)A＝400時(shí)，氣敏電阻的阻值R′=此時(shí)電壓表示數(shù)最大為15V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，氣敏電阻R兩端的電壓：UR′＝U﹣U0′＝20V﹣15V＝5V，通過氣敏電阻R的電流：IR′=U根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過定值電阻的電流I0′＝IR′=1由I=UR可知，更換后的定值電阻R0'的阻值：R0′=U答：（1）當(dāng)通過氣敏電阻的電流為0.04A時(shí)，此電路通電10s消耗的電能為8J；（2）電壓表示數(shù)為12V時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)為良；（3）更換后的定值電阻R0'的阻值應(yīng)為45Ω。3．空氣質(zhì)量指數(shù)是確保實(shí)現(xiàn)碧水藍(lán)天的重要指標(biāo)，下表的空氣質(zhì)量等級(jí)是按照空氣質(zhì)量指數(shù)劃分的.如圖甲是環(huán)保項(xiàng)目性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的電路原理圖，用電流表顯示空氣質(zhì)量指數(shù).電源電壓18V保持不變，定值電阻R0標(biāo)有“18V100Ω”，氣敏電阻R的阻值與空氣質(zhì)量指數(shù)K的關(guān)系圖象如圖乙所示?？諝赓|(zhì)量指數(shù)K0～5051～100101～150150～200201～300＞300空氣質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染重度污染試分析和計(jì)算：（1）定值電阻R0正常工作時(shí)的電流；（2）定值電阻R0正常工作5min消耗的電能；（3）電路中電流為0.1A時(shí)，對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)?！窘獯稹拷猓海?）定值電阻R0標(biāo)有“18V100Ω”，根據(jù)歐姆定律可得定值電阻R0正常工作時(shí)的電流：I0=U（2）定值電阻R0正常工作5min消耗的電能：W0＝U0I0t＝18V×0.18A×5×60s＝972J；（3）閉合開關(guān)，氣敏電阻R與定值電阻R0串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流I=U電路中電流為0.1A時(shí)有：0.1A=18VR+100Ω，解得R＝80由圖象知，空氣質(zhì)量指數(shù)K在51～100之間，對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)為良。答：（1）定值電阻R0正常工作時(shí)的電流為0.18A；（2）定值電阻R0正常工作5min消耗的電能為972J；（3）電路中電流為0.1A時(shí)，對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)為良。4．如圖甲是一種帶手勢(shì)感應(yīng)和智能觸摸調(diào)光功能的臺(tái)燈，燈泡上標(biāo)有“6V6W”字樣。其原理簡化如圖乙，電源電壓為12V且保持不變，R1是光敏電阻，當(dāng)光線被遮住時(shí)光敏電阻的阻值變大，圖丙為電流表的示數(shù)隨光線強(qiáng)弱的變化規(guī)律，當(dāng)光線沒有被遮擋時(shí)，燈泡L正常發(fā)光（燈泡電阻不隨溫度變化）。求：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）當(dāng)光線沒有被遮擋時(shí)，光敏電阻R1兩端的電壓；（3）當(dāng)光線被遮擋時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率?！窘獯稹拷猓海?）燈泡上標(biāo)有“6V6W”字樣，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：RL=UL2（2）當(dāng)光線沒有被遮擋時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：I=U因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，光敏電阻R1兩端的電壓：U1＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V；（3）當(dāng)光線被遮住時(shí)光敏電阻的阻值變大，電路的總電阻變大，電路中的電流變小，由圖丙可知，此時(shí)電路中的電流I′＝0.5A，則燈泡L兩端的實(shí)際電壓：UL′＝I′RL＝0.5A×6Ω＝3V，燈泡的實(shí)際功率：P＝UL′I′＝3V×0.5A＝1.5W。答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω；（2）當(dāng)光線沒有被遮擋時(shí)，光敏電阻R1兩端的電壓為6V；（3）當(dāng)光線被遮擋時(shí)，燈泡的實(shí)際電功率為1.5W。5．如圖所示，電路的電源電壓和燈泡電阻不變，R1＝5Ω，燈L標(biāo)有“8V，6.4W”字樣，電流表量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“45Ω2A”字樣。（1）只閉合S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率；（3）只閉合S2時(shí)，在保證電路安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器R2功率的最大值。【解答】解：（1）燈L標(biāo)有“8V6.4W”字樣，根據(jù)P=U2R可知燈的電阻為RL=只閉合S1時(shí)，燈L和R1串聯(lián)，等效圖如圖1所示，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電源電壓為：U＝I（R1+RL）＝0.6A×（5Ω+10Ω）＝9V；（2）閉合S1、S2、S3，燈短路，滑片移到b端時(shí)，等效圖如圖2所示，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以滑動(dòng)變阻器消耗的功率：P滑=U（3）只閉合S2時(shí)，燈L和R2串聯(lián)，等效圖如圖3所示，根據(jù)P＝UI可知燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IL=P由電阻的串聯(lián)規(guī)律及歐姆定律，結(jié)合電功率公式，則滑動(dòng)變阻器R2的功率：P2＝I22R2＝（URL+R2）由上式可知，當(dāng)RL＝R2時(shí)（由分壓原理，燈與變阻器的電壓相等，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡的電壓和電壓表示數(shù)都為4.5V，因燈的實(shí)際電壓4.5V小于燈的額定電壓8V，故電路的電流小于0.8A，電壓表、電流表及燈泡均安全），變阻器有最大電功率，故滑動(dòng)變阻器R2的最大電功率P2大=U答：（1）電源電壓為9V；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率為1.8W；（3）只閉合S2時(shí)，在保證電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器R2功率的最大值為2.025W。6．如圖是蘋果自動(dòng)篩選裝置。原理是：傳送帶上蘋果經(jīng)過壓力檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化，AB間的電壓也隨之發(fā)生改變，當(dāng)質(zhì)量小于一定值的蘋果經(jīng)過壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使R0兩端電壓小于5V時(shí)，機(jī)械裝置啟動(dòng)，將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的蘋果推出傳送帶，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選。已知電源電壓恒為15V，R0＝30Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力F的變化關(guān)系如表所示：壓力F/N012345阻值R/Ω1208060454038（1）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的總功率；（2）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，1min內(nèi)電阻R0消耗的電能；（3）該篩選裝置可將重為多少牛以下的蘋果推出傳送帶？【解答】解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，壓敏電阻的阻值為120Ω，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流：I=U1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的總功率：P＝UI＝15V×0.1A＝1.5W；（2）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，R0兩端的電壓U0＝IR0＝0.1A×30Ω＝3V，則1min內(nèi)電阻R0消耗的電能：W＝UIt＝3V×0.1A×60s＝18J；（3）當(dāng)R0兩端電壓U0＝5V時(shí)，由歐姆定律可得此時(shí)電路中的電流：I′=U串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則R兩端的電壓：UR＝U﹣U0＝15V﹣5V＝10V，此時(shí)壓敏電阻的阻值：R′=URI'由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為2N，該篩選裝置可將重為2N以下的蘋果推出傳送帶。答：（1）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，1min內(nèi)整個(gè)電路消耗的總功率為1.5W；（2）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有蘋果時(shí)，1min內(nèi)電阻R0消耗的電能為18J；（3）該篩選裝置可將重為2N以下的蘋果推出傳送帶。7．如圖所示的電路中，電源電壓是9V，小燈泡L上標(biāo)有“3V3W”字樣（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻；（2）閉合開關(guān)S1和S2，為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小值是多少？（3）閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2，滑動(dòng)變阻器的滑片從某點(diǎn)滑動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)由5V變化到1V，R0電功率變化了3W。在電路安全的情況下，求此過程中小燈泡的最大功率。【解答】解：（1）由P=URL=U額2（2）由電路圖知，當(dāng)閉合S1、S2，小燈泡L與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián)，為保證電路安全，燈兩端的最大電壓為3V，此時(shí)變阻器允許接入電路的電阻為最小，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和P＝UI可得，流過R1的電流：I1＝I額=PR1兩端的電壓：U1＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，R1最小電阻：R1=U1I（3）當(dāng)閉合S1，斷開S2，小燈泡L、滑動(dòng)變阻器R1及R0串聯(lián)，滑片從某點(diǎn)滑動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓從5V變成1V，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知，小燈泡與R0的串聯(lián)總電壓從U總＝9V﹣5V＝4V變化為U總′＝9V﹣1V＝8V。R0的功率變化量為：(解得：R0＝1Ω或R0＝9Ω，若R0＝1Ω，電流為：8V3Ω+1Ω2A大于燈泡的額定電流1A，會(huì)燒壞燈泡，不符合題意，故R0＝9Ω，此時(shí)電路中電流最大：8V3Ω+9Ω由P＝I2R可得燈泡最大功率：P最大＝I最大2RL＝（23A）2×3答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻3Ω；（2）閉合開關(guān)S1和S2，為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻的最小值是6Ω；（3）該過程中燈泡的最大功率1.33W。8．如圖，一個(gè)標(biāo)有“3V3W”字樣的燈泡L（燈絲電阻不隨溫度變化）、滑動(dòng)變阻器（0～12Ω）、電流表A連接成如圖所示的電路，滑片P正處在滑動(dòng)變阻器正中間O點(diǎn)位置，電源電壓恒定。求：（1）燈泡的額定電流和正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）閉合S1，斷開S2、S3、S4，此時(shí)燈泡恰好正常發(fā)光，電源電壓；（3）閉合S1、S3、S4，斷開S2，將滑片P向上滑至a點(diǎn)，此時(shí)電流表示數(shù)為4A，a點(diǎn)到上端距離ab與到下端距離ac的比?！窘獯稹拷猓海?）燈泡的額定電流為：I額=P正常發(fā)光時(shí)的電阻為：R燈=U額I（2）閉合S1，斷開S2、S3、S4，燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片P正處在滑動(dòng)變阻器正中間0點(diǎn)位置，電源電壓為：U＝I額×（R燈+12R滑）＝1A×（3Ω+1（3）閉合S1、S3、S4，斷開S2，將滑片P向上滑至a點(diǎn)，燈泡被S4短路，此時(shí)滑動(dòng)變阻器a點(diǎn)以上部分與滑動(dòng)變阻器a點(diǎn)以下部分并聯(lián)，電流表顯示干路電流，設(shè)滑動(dòng)變阻器a點(diǎn)以上部分電阻值為Rab＝R′，則滑動(dòng)變阻器a點(diǎn)以下部分電阻值為Rac＝12Ω﹣Rab＝12Ω﹣R′，根據(jù)并聯(lián)電路中的電流規(guī)律可得等式：UR'代入數(shù)據(jù)得：9VR'解得：R′＝3Ω或R′＝9Ω；據(jù)圖可知，a點(diǎn)在滑動(dòng)變阻器正中間O點(diǎn)位置偏上，因此R′＝9Ω不合題意，應(yīng)舍去，故Rab＝R′＝3Ω；Rac＝12Ω﹣3Ω＝9Ω；abac即a點(diǎn)到上端距離ab與到下端距離ac的比為1：3。答：（1）燈泡的額定電流為1A；正常發(fā)光時(shí)的電阻為3Ω；（2）電源電壓為9V；（3）a點(diǎn)到上端距離ab與到下端距離ac的比為1：3。9．如圖甲所示電路，保持電源電壓9V不變，圖乙是電路中燈泡L的電流跟其兩端電壓關(guān)系的圖像，小燈泡正常工作時(shí)的電流是0.3A。電流表選用的量程為0～3A，電壓表選用的量程為0～15V，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1.5A。求：（1）小燈泡的額定功率；（2）只閉合開關(guān)S2時(shí)，小燈泡正好正常發(fā)光，R1的阻值是多少Ω？（3）閉合開關(guān)S1、S2、S3，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為I＝1.2A，求滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值；（4）在保證電路元件安全的情況下，電路在2min內(nèi)消耗的的最大電能是多少J？【解答】解：（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流是0.3A，由乙圖可知燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓為6V，則小燈泡的額定功率：P＝ULIL＝6V×0.3A＝1.8W；（2）只閉合開關(guān)S2時(shí)，燈泡和定值電阻R1串聯(lián)接入電路，小燈泡正好正常發(fā)光串聯(lián)電路各處電流相等，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)電路總電阻：R=UIL燈泡的電阻：RL=ULI串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，則R1的阻值：R1＝R﹣RL＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；（3）閉合開關(guān)S1、S2、S3，燈泡被短路，兩電阻并聯(lián)接入電路，電流表測(cè)干路電流，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，根據(jù)歐姆定律可得通過R1的電流：I1=U將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值，電流表的示數(shù)為I＝1.2A，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，此時(shí)通過滑動(dòng)變阻器的電流：I2＝I﹣I1＝1.2A﹣0.9A＝0.3A，則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值；R2=UI2（4）并聯(lián)電路總電阻小于任一分電阻，串聯(lián)電路總電阻等于任一分電阻，根據(jù)歐姆定律可知電阻并聯(lián)時(shí)通過電路的電流較大，所以閉合開關(guān)S1、S2、S3時(shí)通過電路的電流最大，電流表選用的量程為0～3A，此時(shí)通過滑動(dòng)變阻器的電流為1.5A，則干路電流：I′＝I1+I2′＝0.9A+1.5A＝2.4A＜3A，在保證電路元件安全的情況下，電路在2min內(nèi)消耗的的最大電能是：W＝UIt＝9V×2.4A×2×60s＝2592J。答：（1）小燈泡的額定功率為1.8W；（2）R1的阻值是10Ω；（3）滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30Ω；（4）在保證電路元件安全的情況下，電路在2min內(nèi)消耗的的最大電能為2592J。10．圖甲是某款電熨斗，圖乙是其電路原理圖。R1、R2為發(fā)熱體。其銘牌如下表所示，通過開關(guān)S實(shí)現(xiàn)溫度控制，S閉合時(shí)為高溫?fù)?。?）求R1的阻值；（2）在使用過程中，若電熨斗10min消耗電能1.32×105J，求在這段時(shí)間內(nèi)電熨斗處低溫?fù)豕ぷ魉玫臅r(shí)間t1和高溫?fù)豕ぷ魉玫臅r(shí)間t2；（3）為了適應(yīng)不同室溫和更多衣料，小明對(duì)電路做了改進(jìn)，將R2換成滑動(dòng)變阻器R3，如圖丙所示，R1、R3均為發(fā)熱體。假定電熨斗每秒鐘散失的熱量Q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫度差Δt關(guān)系如圖丁所示。在一個(gè)20℃的房間，要求電熨斗表面保持220℃不變，應(yīng)將R3的阻值調(diào)為多大？型號(hào)：HU15816額定電壓220V頻率50Hz低溫?fù)豕β?00W高溫?fù)豕β?00W【解答】解：（1）觀察圖乙可知當(dāng)S閉合時(shí)R2被短路，只有R1接入電路，此時(shí)對(duì)應(yīng)高溫?fù)?；由P=U2RR1=U2P（2）已知時(shí)間與所消耗電能，可計(jì)算出這段時(shí)間電熨斗的平均功率為；P平均=W因?yàn)?00W＜220W＜500W，所以這段時(shí)間內(nèi)電熨斗在100W到500W之間切換；設(shè)電熨斗在P1＝100W下工作時(shí)間為t1，則有W＝P1t1+P2（600s﹣t1），即1.32×105J＝100Wt1+500W×（600s﹣t1），解得：t1＝420s；即電熨斗在P1＝100W下工作了420s，在P2＝500W下工作了t2＝600s﹣420s＝180s；（3）由題干可知室溫為20℃，電熨斗表面為220℃，則溫差Δt＝220℃﹣20℃＝200℃；觀察圖像丁可知，在溫差為200℃下電熨斗每秒鐘散失的熱量為400J；則損失熱量的功率為：P損=W要想保持電熨斗表面溫度不變，則電熨斗的加熱功率P加熱＝400W；電路丙中的加熱功率P加熱=U2R1+