Question

13．有一種高中低三檔家用電火鍋，發(fā)熱體由兩個阻值相同的電熱絲組成，電路如圖所示，當(dāng)使用中檔時，發(fā)熱功率為600W，該電火鍋使用低檔時S₁、S₂的開、閉情況如何？低檔的發(fā)熱功率為多少W？

Answer 1

分析 由題意可知，發(fā)熱體由兩個阻值相同的電熱絲組成，這兩個電阻可以有三種方式接入電路：一個電阻單獨接入電路，兩個電路并聯(lián)或串聯(lián)接入電路；
電源電壓不變，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和電阻的串并聯(lián)規(guī)律可知：兩個電阻并聯(lián)，總電阻最小，發(fā)熱功率最大，高檔；兩個電阻串聯(lián)，總電阻最大，發(fā)熱功率最小，低檔；單獨一個電阻接入電路，中檔．

解答 解：由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓U一定時，電路總電阻R越大，電功率越小，
當(dāng)兩電阻串聯(lián)接入電路時，電火鍋電功率最小，處于低溫檔，
只有一個電阻接入電路時，電火鍋處于中溫?fù)酰?br />兩電阻并聯(lián)時，電火鍋功率最大，處于高溫?fù)酰?br />由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，一個電阻的阻值：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{中溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{600W}$=$\frac{242}{3}$Ω，
由圖示電路圖可知，S₁斷開、S₂接b時兩電阻串聯(lián)接入電路，
電火鍋電功率最小，處于低溫檔，低溫檔功率：
P_低溫=$\frac{{U}^{2}}{2R}$=$\frac{（220V）^{2}}{2×\frac{242}{3}Ω}$=300W；
答：S₁斷開、S₂接b時電火鍋處于低溫檔，低溫檔功率為300W．

點評 本題考查電功率的計算及其公式的應(yīng)用，難點是判斷電飯鍋的工作電路，中檔時單獨一個電阻接入電路，高檔兩個電阻并聯(lián)，低檔兩個電阻串聯(lián)，解題關(guān)鍵是知道串聯(lián)、并聯(lián)電阻的規(guī)律．