Question

如圖所示是某電熱器的工作原理圖，R₁、R₂是發熱電阻，虛線框為電熱器的金屬外殼。它用一個旋轉開關可以實現電熱器多檔位工作的要求。其中旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個金屬觸點①、②、③、④右邊緣是一金屬板，可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左邊緣相鄰的兩個觸點與右邊緣的金屬板同時連通。如旋到圖中位置S時，金屬滑片將1、2兩觸點同時與右邊緣金屬板接通。

導     線     規     格
導線橫截面積S/mm2	0．5	1	1.5	2.5
安全載流量I/ A	4	8	12	20

（1）如果請你為這臺電熱器配備一個三腳插頭，如圖乙所示，應該將電路圖中的地線接到插頭的_________（選填“G”、“L”或“N”）腳。正常情況下，火線和零線之間的電壓為_______V。

（2）小明想在電路中加一個“傾倒開關”，使電熱器被碰倒時能自動斷開電路，以免引起火災。該開關最好應安裝在示意圖中A、B、C、D、E中的　　   _點處。

（3）如果 R₁＝R₂，旋鈕開關旋到位置S時的電功率為1000W，求R₁和R₂的阻值。

（4）當旋鈕開關旋到位置T時，通電1 min產生的熱量是多少？

（5）某種橡皮絕緣銅芯導線在常溫下安全載流量（長時間通電時的最大安全電流）如下表，請你計算說明應選橫截面積為多大的銅芯導線作為該電熱器的輸出導線，才符合既適用又經濟的原則？

 

Answer 1

【答案】

（1）G  220  （2）A  （3）R₁＝R₂ ＝48.4Ω   （4）Q=3×10⁴J  （5） 應選橫截面積為1mm²的導線

【解析】

試題分析：插座的接法是按照“左零右火中接地”的原則，那么在本題中的插頭就應反過來，L接火線，N接零線，G接地線。正常情況下火線與零線間的電壓為220V，火線與地線間的電壓也為220V，零線與地線間的電壓為0。按照家庭電路安全用電的方法，開關應接在火線上，所以傾倒開關應接在A點。

當開關接S檔時，根據電路圖可知，此時只有R2接入電路，R1被短路了。

R₁、R₂的電阻為

當旋鈕旋到T位置時，電路中電阻R₁、R₂是串聯的。

電流做功放出熱量為

此電熱器工作只有以下幾種：R₂單獨接入電路、R₁和R₂串聯、關機三種情況，只有當接S位置時的電流最大，最大電流：

由表可知，應選橫截面積為1mm²的導線

考點：家庭電路的安全用電及計算