计算题 · 第4节 焦耳定律

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现在开始流行一种发热围巾,其电路简化原理图如图所示,开关 S1可以同时与 a、b 相连,或只与 c 相连,使其有高温和低温两挡。已知电源电压为 5V,R0=10Ω,R 为两个相同的发热电阻且 R>R0,两个指示灯的电阻可以忽略不计,正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为 25∶4。计算:
题目配图
(1) R 的阻值;
答案:40Ω
(2) 低温挡的功率;
答案:0.5W
(3) 电路工作的最大电流。
答案:0.625A
答案:(1) 40Ω;(2) 0.5W;(3) 0.625A
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开关 S1同时接 a、b,R 与 R0并联,总电阻小,为高温挡;开关 S1只接 c,R 与 R0串联,总电阻大,为低温挡。 (1) P高温=U2/R + U2/R0,P低温=U2/(R+R0)。 P高温/P低温 =25/4,代入 U=5V、R0=10Ω,解得 R=40Ω。 (2) 低温挡功率: P低温=U2/(R+R0)=(5V)2/(40Ω+10Ω)=0.5W。 (3) 高温挡总电流最大,R、R0并联: I=U/R + U/R0=5V/40Ω + 5V/10Ω=0.625A。

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