Question

20．下表為一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂均為電熱絲．

X X牌電烤箱
額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1100W
	低溫檔	440W
電源頻率		50HZ

回答：
（1）當S閉合時，電烤箱處于高溫檔，當S斷開時，電烤箱處于低溫檔（填“高溫檔”或“低溫檔”）．
（2）電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能．
（3）電烤箱在低溫檔正常工作時，R₂的阻值是多少．
（4）假設(shè)在用電高峰時，家庭電路實際電壓為200V，電烤箱在高溫檔的實際功率是多少（實際功率計算結(jié)果保留到小數(shù)點后1位）．

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)S閉合、斷開時電路中總電阻的變化，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，功率大的為高溫檔，功率小的為低溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出2h所消耗的電能；
（3）高溫檔時電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值；低溫檔時兩電阻串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值；
（4）知道高溫檔時的實際電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出此時的實際功率．

解答 解：（1）由電路圖可知，開關(guān)閉合時電路為R₁的簡單電路，開關(guān)斷開時兩電阻串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電壓一定時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，開關(guān)S閉合時，電烤箱的功率最大，處于高溫檔；開關(guān)S斷開時，電烤箱的功率最小，處于低溫檔；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能：
W=P_高t=1100×10^-3kW×2h=2.2kW•h；
（3）高溫檔時，電路為R₁的簡單電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
低溫檔時，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
則R₂的阻值：
R₂=R-R₁=110Ω-44Ω=66Ω；
（4）家庭電路實際電壓為200V時，電烤箱在高溫檔的實際功率：
P_高′=$\frac{{{U}_{實}}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（200V）^{2}}{44Ω}$≈909.1W．
答：（1）高溫檔；低溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能為2.2kW•h；
（3）電烤箱在低溫檔正常工作時，R₂的阻值是66Ω；
（4）假設(shè)在用電高峰時，家庭電路實際電壓為200V，電烤箱在高溫檔的實際功率是909.1W．

點評 本題考查了電阻的串聯(lián)和電功率公式的靈活應(yīng)用，判斷出電烤箱不同檔位時的連接方式和從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．