北方的冬天,室外很冷,可交警还要长时间站在道路上指挥交通,某同学为交警同志设计了一种保温鞋,设计的电路如图所示,其中R1为10Ω的发热电阻,R2为调节电阻,此电路具有加热挡和保温挡.已知在保温状态下电路中的电流为0.2A,调节电阻的功率为2 W.求:
(1) 调节电阻R2的阻值;
(2) 电源电压;
(3) 发热电阻R1在加热状态下,每小时产生的热量.
解析:分析原题可知,当S1闭合、S2断开时,电路为保温状态,两开关均闭合时,电路为加热状态。
(1)保温状态时,两电阻串联。故此时R2中的电流为:I2=I=0.2A
R2功率为:P2=I22R2 即:2W=(0.2A)2R2 ,解之得:R2=50Ω
(2)电源电压为:U=IR总=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+50Ω)
=12V
(3)其在加热状态下,每小时产生的热量:
Q=W=
U2
t=
(12V)2
×1×3600s=5.184×105J
R1
10Ω
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