Question

【題目】如圖為梁老師設計的可調節多檔位加熱器電路。電源電壓恒為 18V，R1、R2 為阻值恒定的加熱電阻，R1=10Ω，R2=20Ω，R3 為阻值可調的限流電阻。若電流表 A 的量程 為 0~0.6A，A1 的量程為 0-3A，電壓表的量程為 0~15V，在所有元件安全的前提下，求：

(1)當開關 S、S1、S2 都閉合時，處于快熱檔，此時的功率為多少；

(2)當 S 閉合，S1、S2 都斷開時，處于調溫檔，移動滑動變阻器滑片就可以自主調節加 熱電阻的發熱功率。若滑片在距右端處時，加熱電阻 R1 的功率為 3.6W，此時滑動變 阻器的功率；

(3)處于調溫檔時調節滑動變阻器的滑片，電路中總功率的變化范圍？

Answer 1

【答案】(1) 48.6W；(2) 7.2W；(3) 8.1W32.4W

【解析】

(1)當S、S1和S2都閉合時，可調的限流電阻R3被短路，加熱電阻R1、R2并聯，電路處于快熱檔，則快熱檔的功率

P===48.6W

快熱檔的功率為48.6W。

(2) 當S閉合，S1、S2都斷開時，R2、R3串聯，若滑片在距右端處時，則R3接入的阻值為最大阻值的，即R3=R3最大，由P=I2R得，電路中的電流

I===0.6A

由I=得，電路總電阻

R'===30Ω

則接入的阻值

R3=R'R1=30Ω10Ω=20Ω

滑動變阻器R3的功率

P=I2R3=（0.6A）220Ω=7.2W

滑動變阻器的功率為7.2W。

(3) R3最大阻值

R3最大=R3=×20Ω=30Ω

當S閉合，S1、S2都斷開時，R2、R3串聯，滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表的示數為

U3=I'R3最大=R3最大= 30Ω=13.5V15V

此時電路中的電流最小，總功率最小

Pmin===8.1W

滑動變阻器接入電路的阻值為0時，電路中的電流

I″===1.8A3A

此時電路中的電流最大，總功率最大

Pmax===32.4W

電路中總功率的變化范圍8.1W32.4W。

答：(1)快熱檔的功率為48.6W；

(2) 此時滑動變阻器的功率為7.2W；

(3) 電路中總功率的變化范圍8.1W32.4W。