Question

如图是一条电热毯电路示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是温控开关．电热毯标牌上标有“

如图是一条电热毯电路示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是温控开关．电热毯标牌上标有“220V 40W”字样．问（不考虑温度对电阻值的影响）：（1）要使电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？（2）发热电阻丝R0的阻值是多大？（3）当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，则在10s内电阻丝R0产生的热量是多少J？（4）需要完全燃烧多少千克酒精才能和（3）中产生的热量相等？（不计热损失，酒精的热值为3.0×107J/㎏）

Answer 1

（1）根据图示，当S闭合时，只有R₀在电路中，电热毯处于高温档；当S断开时，R与R₀串联在电路中，R分去一部分电压，因此电热毯处于低温状态．
（2）根据P=

U2

R

可得，发热电阻丝R₀的阻值：
R₀=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω．
（3）∵串联电路中各处的电流相等，
∴当电热毯处于低温挡时，在10s内R₀产生的热量：
Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×10s=121J．
（4）由题知，Q_放=Q=121J，
∵Q_放=mq，
需要酒精：m=

Q放

q

=

121J

3.0×107J/kg

≈4.03×10^-6kg．
答：（1）要使电热毯处于低温档，开关应处于断开状态；
（2）发热电阻丝R₀的阻值是1210Ω；
（3）10s内电阻丝R₀产生的热量是121J；
（4）需要完全燃烧4.03×10^-6kg的酒精．