Question

電熱爐內有兩個阻值分別為R₁=60Ω和R₂=120Ω的發熱電阻，用一個旋轉開關可以實現電熱爐多檔位工作的要求。將電熱爐接入家庭電路中。

(1)當電熱爐只有發熱電阻R₁工作時，通過它的電流是多大?

(2)若要求電熱爐發熱功率最大，R₁、R₂應怎樣連接? 求出這個 最大功率值。

(3)如圖2是這個電熱爐的工作原理圖，其中的旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2，……9共10個金屬觸點；可以繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將相鄰的觸點連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置C時，金屬滑片將3、4觸點接通，同時也將8、9觸點接通。試分析旋轉開關的箭頭指向何位置時，電熱爐的功率最大?

Answer 1

（1）通過R₁的電流：

    I₁=U/R₁ =220V/60Ω=3.7A

（2）R₁與R₂應并聯。并聯的總電阻為： R=R₁R₂/R₁+R₂=60Ω120Ω/60Ω+120Ω=40Ω

   最大總功率為： P=U²_/R=（220V）²/40Ω=1210W

 (3)當絕緣開關將觸點0、1和5、6連接時，電阻R₁和R₂并聯，這時的總功率最大