電烙鐵在使用時,如果不斷通電會使烙鐵頭的溫度不斷升高,影響焊接.有一種變阻電熱絲控溫電烙鐵,其結構示意圖和電路示意圖分別如圖甲、乙所示.電阻絲R1是主電熱絲,是用電阻基本不隨溫度變化的鎳鉻合金繞制,用于對烙鐵頭進行加熱.電阻絲R2為控溫電熱絲,是用鐵鉻鋁合金繞制,當溫度低時R2阻值小,溫度升高阻值變大.工作時,閉合開關接通家庭電路,電壓是220V,且保持不變.R1的電功率為100W,電烙鐵的總功率為160W.通電30s后烙鐵頭的溫度可以達到300℃左右.這個過程中由于R2的阻值變大,電路中電流減小為0.4A,使R1的電功率下降,烙鐵頭的溫度不會繼續上升.
求:(l)剛接通電路時,R2的電功率;
(2)在使用電烙鐵的過程中R2阻值的變化范圍(計算過程和結果保留1位小數).
解:(1)剛接通電路:P2=P-P1=160W-100W=60W;
(2)∵P=UI,
∴閉合開關時,電路電流I===A,
∵P=I2R,
∴電阻R1==≈189.1Ω,
R2==≈113.4Ω,
∵I=,
∴通電30s后,電路總電阻R總===550Ω,
R2′=R總-R1=550Ω-189.1Ω=360.9Ω,
R2阻值的變化范圍為113.4Ω~360.9Ω.
答:(l)剛接通電路時,R2的電功率為60W;
(2)在使用電烙鐵的過程中R2阻值的變化范圍是113.4Ω~360.9Ω.
(1)由圖乙所示可知,兩電阻串聯,由串聯電路特點可以求出R2的電功率;
(2)開始時,已知電路總功功率,由P=UI的變形公式求出電路電流,然后由電功率公式的變形公式求出電阻阻值;由歐姆定律求出通電30s后電路總電阻,由串聯電路特點求出R2的阻值,然后求出其阻值變化范圍.
點評:本題考查了求電阻功率、電阻變化范圍問題,應用串聯電路特點、電功率公式的變形公式、歐姆定律即可正確解題.