问题
问答题
北方的冬天，室外很冷，可交通警察还要长时间站在道路上指挥交通．某同学为交警同志设计了一种保温鞋，设计的电路如图所示，其中R1为9Ω的发热电阻，R2为调节电阻，此电路具有加热档和保温档．已知两种工作状态下发热电阻的功率之比为9：1，调节电阻在保温状态下的功率为2W，求：
（1） 调节电阻的阻值；
（2） 电源电压；
（3） 发热电阻在加热状态下，每小时产生的热量．
答案
（1）当S1、S2闭合时，保温鞋为加热状态．有P1=
①U2 R 1
当S1闭合时，S2断开时，保温鞋为保温状态．有P2=(
)2×R1②U R1+R2
R1为9Ω的发热电阻，两种工作状态下发热电阻的功率之比为9：1，即
=P1 P2
③9 1
联合①②③解得
R2=18Ω
答：调节电阻的阻值为18Ω．
（2）保温鞋为保温状态时，
P2=I2R2，
I=P2 R2
电源电压U=I(R1+R2)=
(R1+R2)=P2 R2
(9Ω+18Ω)=9V2W 18Ω
答：电源电压为9V．
（3）保温鞋在加热状态下，发热电阻产生的热量
Q=
t=U2 R1
×3600s=3.24×104J．(9V)2 9Ω
答发热电阻在加热状态下，每小时产生的热量为3.24×104J．