Question

2．如圖所示是某家用電熱器的工作原理示意圖，R₁、R₂是發(fā)熱電阻，兩電阻的阻值均恒定為48.4Ω，虛線框表示電熱器的金屬外殼．用一個(gè)單刀三擲開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器開關(guān)機(jī)和多檔位切換．
（1）為安全起見，圖中A、B、C三個(gè)接頭中，B與地線相連；正常工作時(shí)，另外兩個(gè)接頭之間的電壓為220V．
（2）該電熱器開關(guān)S分別接“1”和接“2”時(shí)，電熱器的電功率之比為2：1．當(dāng)S接“2”時(shí)正常工作5min，電熱器產(chǎn)生的電熱為1.5×10⁵J．
（3）若電熱器中D、E兩點(diǎn)處因絕緣皮老化而直接導(dǎo)通，則會(huì)出現(xiàn)的情況是通電時(shí)產(chǎn)生火花或?qū)Ь�之間發(fā)生短路，導(dǎo)致導(dǎo)線中電流流過大而發(fā)熱釀成火災(zāi)．

Answer 1

分析 （1）三孔插座中多出的一個(gè)孔是用來接地線的，火線和零線之間的電壓是220V；
（2）由電路圖可知，開關(guān)S接“1”時(shí)電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)S接“2”時(shí)電路為R₁、R₂串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱器的電功率之比；根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出當(dāng)S接“2”時(shí)正常工作5min電熱器產(chǎn)生的電熱；
（3）導(dǎo)線發(fā)生短路時(shí)，電路中的電阻將會(huì)非常小，根據(jù)歐姆定律可知，電流將會(huì)很大．

解答 解：（1）由圖可知，熔斷器與C連接說明A是火線，A與C是通路說明C應(yīng)為零線，故B應(yīng)接地線；
零線和火線之間的電壓為220V，則A、C兩個(gè)接頭之間的電壓為220V；
（2）由電路圖可知，開關(guān)S接“1”時(shí)電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)S接“2”時(shí)電路為R₁、R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，該電熱器開關(guān)S分別接“1”和接“2”時(shí)，電熱器的電功率之比：
$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{48.4Ω+48.4Ω}{48.4Ω}$=$\frac{2}{1}$，
當(dāng)S接“2”時(shí)正常工作5min電熱器產(chǎn)生的電熱：
Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{48.4Ω+48.4Ω}$×5×60s=1.5×10⁵J；
（3）若電熱器中D、E兩點(diǎn)處因絕緣皮老化而直接導(dǎo)通，通電時(shí)產(chǎn)生火花或?qū)Ь�之間發(fā)生短路，導(dǎo)致導(dǎo)線中電流流過大而發(fā)熱釀成火災(zāi)．
故答案為：
（1）B；220V；
（2）2：1；1.5×10⁵；
（3）通電時(shí)產(chǎn)生火花或?qū)Ь�之間發(fā)生短路，導(dǎo)致導(dǎo)線中電流流過大而發(fā)熱釀成火災(zāi)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了火線和零線、地線的辨別以及電阻的串聯(lián)、電功率公式、電熱公式的應(yīng)用等，分清電路的連接方式和特點(diǎn)是關(guān)鍵．