Question

17．某校師生自制了一臺(tái)高、中、低三檔功率的電烘箱，電路結(jié)構(gòu)如圖所示，所選兩根電熱絲R₁，R₂的阻值分別為80Ω、160Ω，由于電路電壓不足，實(shí)際工作電壓為200V，求：
（1）高檔位是開關(guān)S₁、S₂閉合，低檔位是開關(guān)S₂閉合．
（2）這臺(tái)電烘箱以高檔位工作30min，產(chǎn)生的熱量；
（3）這臺(tái)電烘箱以中檔位工作時(shí)，通過電烘箱的電流．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合開關(guān)在不同狀態(tài)時(shí)電路的連接情況，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析判斷；
（2）由Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計(jì)算高檔位工作30min產(chǎn)生的熱量；
（3）由I=$\frac{U}{R}$計(jì)算中檔位工作時(shí)，通過電烘箱的電流．

解答 解：
（1）已知R₁，R₂的阻值分別為80Ω、160Ω，
由圖可知，兩開關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電路中電阻最小，電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此時(shí)電路電功率最大，即高檔位；
只閉合S₁時(shí)，只有R₁連入電路中，電路中電阻較大，此時(shí)電功率較大，即中檔位；
只閉合S₂時(shí)，只有R₂連入電路中，電路中電阻最大，此時(shí)電功率最小，即低檔位；
（2）高檔位工作時(shí)兩電阻并聯(lián)，
電路的總電阻：R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{80Ω×160Ω}{80Ω+160Ω}$=$\frac{160}{3}$Ω，
所以高檔位工作30min產(chǎn)生的熱量：
Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（220V）^{2}}{\frac{160}{3}Ω}$×30×60s=163350J；
（3）中檔位工作時(shí)，只有R₁連入電路中，
通過電烘箱的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{80Ω}$=2.75A．
答：（1）S₁、S₂；S₂；
（2）電烘箱以高檔位工作30min，產(chǎn)生的熱量163350J；
（3）電烘箱以中檔位工作時(shí)，通過電烘箱的電流2.75A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用和電熱的計(jì)算，正確判斷電路的工作狀態(tài)是解題的關(guān)鍵．