Question

【題目】如圖所示是張強同學家新買的一臺電熱鍋其內部簡化電路圖，該鍋有高、中、低三個擋位的發熱功率。開關S1可分別與觸點a、b接觸，已知發熱電阻R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，電源電壓220V保持不變。

請分析和解答以下問題：

（1）當開關S1置于b端、S2斷開時，電熱鍋處于什么擋位？

（2）電熱鍋在中擋位工作時，消耗的電功率是多少？

（3）電熱鍋在高擋位工作時，加熱5min，消耗的電能為多少？

Answer 1

【答案】（1）低擋位；（2）1000W；（3）4.5×105J

【解析】

(1)由圖知道，當開關S1置于b端、S2斷開時，兩電阻串聯，電路中的總電阻最大，電流最小，由P=UI知道，電功率最小，即電烤箱處于低檔位；

(2)由圖知道，當開關S1置于b端，S2閉合時，電路為R1 的簡單電路，此時電烤箱處于中檔位；由知道，消耗的電功率是：

；

(3)當開關S1置于a端，S2 閉合時，兩電阻并聯，電路中的總電阻最小，由知道，此時電功率最大，電烤箱處于高檔位；由于并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩電阻消耗的電功率分別為：

，

此時電烤箱消耗的電功率是：

P高 =P1 +P2 =1000W+500W=1500W；

由 知道，對食物加熱5min，消耗的電能是：

W=P高t=1500W×5×60s=4.5×105 J。

答：(1)當開關S1置于b端、S2斷開時，電熱鍋處于低溫擋位；

(2)電熱鍋在中擋位工作時，消耗的電功率是1000W；

(3)電熱鍋在高擋位工作時，加熱5min，消耗的電能為4.5×105 J。