小强同学设计了一种电热水壶,电路如图所示,已知U
AB=220V,S是温控开关,R
1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R
1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R
1的电流为1A(不计温度对电阻的影响).
求:
(1)R
1、R
2的电阻值;
(2)当开关S自动切换到b后,10min内R
1消耗的电能.
答案:
分析:(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)流过R1的电流及两端的电压均已得出,故可由电功公式W=UIt求得R1消耗的电功.
解答:解:(1)由欧姆定律I=得:
R1的阻值R1===44Ω;
开关接b时,I2=1A;
R1两端的电压;U1=I2R1=1A×44Ω=44V;
R2两端的电压:U2=U-U1=220V-44V=176V;
R2的电阻;R2===176Ω;
(2)t=10min=600s;
R1消耗的电能W=UIt=44V×1A×600s=2.64×104J;
答:(1)R1的阻值为44Ω,R2的阻值为176Ω;(2)10min内R1消耗的电功为2.64×104J.