Question

取暖器是常見的家用電器之一．某取暖器的面板上有兩個旋轉(zhuǎn)開關(guān)S₁和S₂，如圖甲所示．其工作狀態(tài)有兩種--弱檔和強檔，分別如圖乙和圖丙所示．

若要使取暖器工作時處于“弱檔”狀態(tài)，需要將開關(guān)S₁和S₂分別旋至“弱”和“開”．開關(guān)S₁有兩個觸點，通過開關(guān)的旋轉(zhuǎn)可以分別實現(xiàn)不連通、連通電熱絲R₁和同時連通電熱絲R₁、R₂來實現(xiàn)不同的工作狀態(tài)，S₁的結(jié)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)時連接方式的簡圖如下：
 
（1）根據(jù)開關(guān)S₁和S₂對電路的控制，在方框內(nèi)畫出該取暖器的電路圖（各元件符號如下）．

（2）該取暖器傾倒時不能工作，重新豎立于地板上時又能工作．其奧秘在取暖器的底部，如右圖：取暖器的底部有一個伸出塑料外殼的塑料桿，當取暖器放置在水平地面時，塑料桿會被頂起，接通頂部的開關(guān)；而當取暖器傾倒時，塑料桿底部不受力，在彈簧的作用下使頂部的開關(guān)斷開，此時取暖器便不再工作．該裝置起到了“自動開關(guān)”的作用．若該開關(guān)記作S₃，則S₃應(yīng)該如何接入你所畫的電路中？

 

．
A．串聯(lián)在干路中    B．和R₁串聯(lián)
C．和R₂串聯(lián)        D．并聯(lián)在電源兩端
（3）“自動開關(guān)”S₃接入的目的是

 

．
（4）已知電熱絲R₁和R₂的阻值均為110歐，計算該取暖器接入220伏的照明電路正常工作并處于強檔時的電功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題干中“開關(guān)S₁有兩個觸點，通過開關(guān)的旋轉(zhuǎn)可以分別實現(xiàn)不連通、連通電熱絲R₁和同時連通電熱絲R₁、R₂來實現(xiàn)不同的工作狀態(tài)”，確定兩個電阻為并聯(lián)，按畫電路圖要求用元件符號表示電路連接方式．
（2）取暖器有兩個發(fā)熱電阻，當?shù)撞块_關(guān)S₃斷開時，取暖器不能工作，因此S₃只能是串聯(lián)在干路上才能起到作用．
（3）當取暖器傾斜時，電路仍然工作，很容易點燃易燃物，引起火災(zāi)；有了自動開關(guān)S₃之后，就可以不必擔心了．
（4）根據(jù)電功率的知識，兩個電阻并聯(lián)接入時發(fā)熱功率最大，根據(jù)并聯(lián)電阻的特點，用公式P=

U2

R

分別計算出每個電阻的功率，再用P_總=P₁+P₂計算出電路的總功率．

解答：解：（1）由題意，兩電阻并聯(lián)，開關(guān)S₂做總開關(guān)，檔位開關(guān)S₁控制檔位切換，電路如下圖所示：

（2）根據(jù)題意“該取暖器傾倒時不能工作，重新豎立于地板上時又能工作”，可知自動開關(guān)S₃可以控制取暖器是否工作；
A、S₃串聯(lián)在干路中，可以控制整個電路，符合題意；
B、S₃和R₁串聯(lián)，只能控制電阻R₁，不能控制電阻R₂，當檔位開關(guān)S₁置于強檔時，電阻絲R₂仍能工作，不符合題意；
C、S₃和R₂串聯(lián)，只能控制電阻R₂，不能控制電阻R₁，當檔位開關(guān)S₁置于低檔或強檔時，電阻絲R₁仍能工作，不符合題意；
D、S₃并聯(lián)在電源兩端，當它閉合時，會造成電源短路，這是錯誤的，不符合題意．
答：選A．
（3）自動開關(guān)接入后，在取暖器傾倒時自動切斷電路，取暖器的電熱絲不工作，有效防止了取暖器接觸可燃物而引起火災(zāi)，起到了安全作用．
答：“自動開關(guān)”S₃接入的目的是在取暖器傾倒時自動切斷電路，防止引起火災(zāi)．
（4）處于強檔時，電熱絲R₁和R₂并聯(lián)，R₁和R₂的阻值均為110歐，
∴它們消耗的功率P₁=P₂=

U2

R

=

(220V)2

110Ω

=440W
取暖器強檔時的功率等于兩電阻功率之和：P_總=P₁+P₂=440W+440W=880W
答：該取暖器接入220伏的照明電路正常工作并處于強檔時的電功率為880W．

點評：（1）電熱器類題目，無論電熱絲串聯(lián)，還是并聯(lián)，電路消耗的總功率都等于每個電熱絲消耗的功率的和；
（2）本題也體現(xiàn)了“安全用電、用電安全”的原則，使用電熱器時，一般不能傾斜，不能覆蓋易燃物品，很容易引發(fā)火災(zāi)．