改裝電熱毯

李同心

（河北省冀州市北內(nèi)漳學(xué)校，河北 冀州 053200）

電熱器是中考的熱點(diǎn)之一，電熱毯是常用的電熱器，通過下面3題的練習(xí)，使學(xué)生了解電熱毯的計算、改裝.

1 電熱毯的改裝

例1.從商店買來一個電熱毯，銘牌上標(biāo)有“220V 100W”的字樣，使用中有時感到溫度太高，現(xiàn)想利用一個開關(guān)和一個電阻R0改裝成兩檔，使電熱毯的功率或?yàn)轭~定功率，或?yàn)?6W，請你設(shè)計一個電路，完成這項(xiàng)改裝.要求：

（1）畫出電路圖；

（2）計算出所需電阻R0的大??；

（3）計算出在低溫檔工作時，電阻R0和電熱毯的總功率.

（按：本題僅有討論價值，不提倡讀者動手改裝、修理此類用電器）

圖1

解析：（1）因?yàn)榘l(fā)熱電阻是電熱毯的電阻R，若R0與R并聯(lián)連接，電熱毯的發(fā)熱功率仍只有一個檔位.所以，R0與R應(yīng)串聯(lián)連接，要實(shí)現(xiàn)兩檔位工作，開關(guān)S應(yīng)接成短接開關(guān).S閉合時，R0被短路，發(fā)熱電阻R正常工作，為高溫檔；S斷開時，R0與R串聯(lián)連接，R的發(fā)熱功率減小，為低溫檔.電路圖如圖1所示.

（3）在低溫檔工作時，電阻R0消耗的功率P0＝U0I0，總功率P總＝P0＋P實(shí)＝24W＋36 W＝60W.

2 電熱毯的計算

例2.有一電熱毯，說明書上標(biāo)明所用的電壓為220V，電熱毯電阻有R1和R2組成，R1＝605Ω，如圖2所示.利用開關(guān)S的通斷可以使電熱毯的發(fā)熱功率（指電路的總功率）分為兩試問：

圖2

（1）開關(guān)處于什么狀態(tài)時，電熱毯的功率最大？最大功率為多少W？

（2）電阻R2應(yīng)為多大？

（3）改變R1和R2的電阻值，請另外設(shè)計一個不同的電路實(shí)現(xiàn)上面的功能.要求：畫出電路圖，并求出R1和R2的電阻值.

解析：很多學(xué)生認(rèn)為例1、例2兩個電熱毯的工作原理是一樣的，其實(shí)二者有根本的不同：前者發(fā)熱電阻只有一個，高溫檔功率和低溫檔功率均為發(fā)熱電阻R的功率；后者發(fā)熱電阻有R1和R2組成，Ⅰ檔功率和Ⅱ檔功率均指電路的總功率.明確它們的工作原理，對順利求解很有幫助.

（3）可設(shè)計兩種電路.① 設(shè)計電路如圖3所示.R1和R2并聯(lián)的總功率為Ⅰ檔功率P1（即80W）；R2的功率為Ⅱ檔功率P2（20W）.則有因?yàn)榻獾肦1＝806.7Ω.

② 設(shè)計電路如圖4所示.R1的功率為Ⅰ檔功率P1；R2的功率為Ⅱ檔功率P2.則

圖3

圖4

3 電熱毯的探究

例3.小明家電熱毯的電阻線斷了，他把電阻線接上后繼續(xù)使用一段時間，發(fā)現(xiàn)接頭處燒焦了.小明猜測接頭處的電阻________（選填“變大”或“變小”），相同時間熱量增多，是接頭處燒焦的原因.