Question

6．如圖所示是某電熱器的工作原理圖，R₁、R₂是發(fā)熱電阻，虛線框?yàn)殡姛崞鞯慕饘偻鈿�，它用一個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器多檔位工作的要求．其中旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個(gè)金屬觸點(diǎn)，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個(gè)觸點(diǎn)與右邊緣的金屬板同時(shí)連通．如旋到圖中位置S時(shí)，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)同時(shí)與右邊緣金屬板接通．若電源電壓為220V，R₁=R₂=48.4Ω，則由圖可知：
（1）圖中P、Q兩個(gè)接頭中，P與零線相連．為安全起見，需在電路中安裝一總開關(guān)，該開關(guān)最好應(yīng)安裝在圖中A、B、C、D、E中的C點(diǎn)處．
（2）分析該電熱器工作時(shí)，其溫度檔位共有兩檔
（3）當(dāng)旋鈕開關(guān)旋轉(zhuǎn)到位置M時(shí)，求電熱器通電1min產(chǎn)生的熱量？

Answer 1

分析 （1）家庭電路中，三孔插座的上孔接地線，對(duì)應(yīng)的三腳插頭的上腳接金屬外殼，當(dāng)人接觸漏電的金屬外殼時(shí)，把人體短路，防止發(fā)生觸電事故．
正常情況下火線和零線之間的電壓是220V，火線和地線之間的電壓是220V，零線和地線之間的電壓是0V．
為了防止短路現(xiàn)象，開關(guān)要接在火線上；
（2）由圖分析旋轉(zhuǎn)開關(guān)分析接S、T、M時(shí)電路的連接情況，從而分析檔位情況；
（3）當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置M時(shí)，R₁與 R₂串聯(lián)，已知電阻、電壓和時(shí)間，利用Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計(jì)算．

解答 解：
（1）圖中C接火線，旋轉(zhuǎn)開關(guān)與右邊緣金屬板接通從而連接電路，所以P、Q兩個(gè)接頭中，Q與地線相連，P與零線相連；
為安全起見，需在電路中安裝一總開關(guān)，該開關(guān)最好應(yīng)安裝在火線上，即開關(guān)接在C處．
（2）由圖知，旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋到圖中位置S時(shí)，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)同時(shí)與右邊緣金屬板接通，此時(shí)只有R₂連入電路中；
旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋到圖中位置T時(shí)，金屬滑片將2、3兩觸點(diǎn)同時(shí)與右邊緣金屬板接通，R₁被短路，只有R₂連入電路中；
旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋到圖中位置M時(shí)，金屬滑片將3、4兩觸點(diǎn)同時(shí)與右邊緣金屬板接通，此時(shí)兩電阻串聯(lián)在電路中．
由上分析可知，開關(guān)接S和T時(shí)電路都只有R₂連接入電路，接M兩電阻串聯(lián)，
電源電壓一定，總電阻有2種情況，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，該電熱器有兩檔溫度檔；
（3）由圖知，當(dāng)旋鈕開關(guān)旋到位置M時(shí)，R₁與 R₂串聯(lián)，通電1min產(chǎn)生的熱量是：
Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{48.4Ω+48.4Ω}$×60s=3.0×10⁴J．
答：（1）P；C；（2）兩；（3）當(dāng)旋鈕開關(guān)旋轉(zhuǎn)到位置M時(shí)，電熱器通電1min產(chǎn)生的熱量為3.0×10⁴J．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性很強(qiáng)，涉及到三孔插座、功率計(jì)算、電熱計(jì)算等，有一定的難度，關(guān)鍵正確分析旋轉(zhuǎn)開關(guān)在不同位置的電路連接情況．