Question

18．某工廠開發(fā)研制了一種高、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，如圖所示．當使用中擋時，發(fā)熱功率為600W，那么當使用高擋時 發(fā)熱功率為1200W，當使用低擋時發(fā)熱功率為300W．

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)時總電阻最小，發(fā)熱功率最大，處于高溫檔；兩個電阻串聯(lián)時總電阻最大，發(fā)熱功率最小，處于低溫檔；單獨一個電阻接入電路時，處于中溫檔．

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，電火鍋處于中溫擋，
兩電阻并聯(lián)時，電火鍋功率最大，處于高溫擋，
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，
則低溫檔的功率：
P_低溫=$\frac{{U}^{2}}{2R}$=$\frac{（220V）^{2}}{2×\frac{242}{3}Ω}$=300W，
S₁閉合、S₂接a時兩電阻并聯(lián)接入電路，電火鍋電功率最大，處于高溫檔，
則高溫檔的功率：
P_高溫=$\frac{{U}^{2}}{\frac{R}{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{\frac{1}{2}×\frac{242}{3}Ω}$=1200W．
故答案為：1200；300．

點評 本題考查電功率的計算及其公式的應用，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．