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1、计算题专练（七）电学1.如图甲所示是一款可以通过USB接口连到电脑上的电热杯垫。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热元件，S1、S2同时闭合时，处于加热状态，整个电路中的电流是1.5 A:只闭合开关S1时处于保温状态，整个电路中的电流是0.5 A，已知R1的电阻为10 。通过计算回答:（1）USB接口的输出电压是多少伏?（2）保温30 min产生的热量是多少焦?（3）加热状态时，R2消耗的功率是多少瓦?解:（1）由图乙知，只闭合S1处于保温状态时，只有R1连入电路中，电路中的电流是0.5 A，由I=UR可得，USB接口的输出电压:U=I1R1=0.5 A×10 =5 V;（2
2、）保温30 min产生的热量:Q=I12R1t=（0.5 A）2×10 ×30×60 s=4 500 J;（3）由图乙知，S1、S2同时闭合时处于加热状态，两电阻并联，干路电流为1.5 A，因为并联电路中各支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，则通过R2的电流:I2=I-I1=1.5 A-0.5 A=1 A，且U=U2=5 V，所以此时R2消耗的功率:P2=U2I2=5 V×1 A=5 W。答:（1）USB接口的输出电压是5 V。（2）保温30 min产生的热量是4 500 J。（3）加热状态时，R2消耗的功率是5 W。2.如表所示为一台电烤箱的铭牌，
3、其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。XX牌电烤箱额定电压220 V额定功率高温挡1 210 W低温挡440 W电源频率50 Hz求:（1）电烤箱在高温挡正常工作30 min所消耗的电能;（2）写出电烤箱分别处于低温挡和高温挡时，S1、S2的通断情况;并简单写出推断的过程;（3）电路中R1的阻值;（4）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。解:（1）由表格数据可知，电烤箱高温挡正常工作时的功率P高温=1 210 W，由P=Wt可得，30 min所消耗的电能:W=P高温t=1 210 W×30×60 s=2.178×106 J;（2）由电路图可
4、知，只闭合S2时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由P=UI=U2R可知，电压一定时，电路的总功率最小，电烤箱处于低温挡;当S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡;（3）当S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温挡，则电路中R1的阻值:R1=U2P高温=(220 V)21 210 W=40 ;（4）只闭合S2时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，由表格数据可知，电烤箱在低温挡正常工作时的功率P低温=440 W，由P=UI可得，电路中的电流:I=P低温U=440 W220 V=2 A，R1的功率:P1=I2R1=（2A）2×40 =160 W。答:（1）电烤箱在高温挡正常工作30 min所消耗的电能为2.178×106 J;（2）只闭合S2时电烤箱处于低温挡，S1、S2均闭合时电烤箱处于高温挡。推断的过程:只闭合S2时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由P=UI=U2R可知，电压一定时，电路的总功率最小，电烤箱处于低温挡;当S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡;（3）电路中R1的阻值为40 ;（4）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为2 A，R1的功率为160 W。