践行者初中物理电学典题详解第275题

21.(9分)小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。通过计算回答：

⑴当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过座椅垫的电流是多少？座椅垫工作10min消耗的电能是多少？

⑵电热丝R1的阻值是多少？

⑶电热丝R2的阻值是多少？

解析:1分析电路图且由P=U²/R可知:

①当开关S接1挡时，R1与R2串联，

电路总电阻R总=R1+R2，

②当开关S接2挡时，电路是R1的简单电路，

电路总电阻R总=R1，

③因为R1+R2>R1，

所以S接1挡是低温挡，接2是高温挡，接3是关挡；

2由题意可知:

①U=24V，

②P高=36W，即P高=U²/R1，

I=P高/U=36W24V=36/24=1.5A

则R1=U²/P高=(24V)²/36W=16Ω，

又t=10min=600s，

则W=P高t

=36W×600s

=2.16×10⁴J，

③P低=20W，即P低=U²/(R1+R2)，

则R2=U²/P低 - R1

=(24V)²/20W-16Ω

=28.8Ω-16Ω

=12.8Ω。

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