Question

12．（1）兩定值電阻R_A和R_B中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖1所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端，電路的總功率為0.6W，通電一段時間后，R_A和R_B產(chǎn)生的熱量之比是1：2．
（2）如圖1所示的電路中，R₁為定值電阻，R₂為滑動變阻器，電源電壓不變．閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖3所示，則電源電壓為6V，R₂的最大阻值為10Ω．
（3）下表為一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖4所示，R₁和R₂均為電熱絲．其銘牌如表所示，則電烤箱處于高溫檔時，開關(guān)S應(yīng)該閉合，該電路中R₂的阻值是66Ω．

XX牌電烤箱
額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1100W
	低溫檔	440W
電源頻率		50Hz

Answer 1

分析 （1）由圖象可知A、B為定值電阻，從圖象可知任意讀出一點，根據(jù)歐姆定律分別求出兩電阻的阻值，將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路的總功率，根據(jù)Q=I²Rt求出通電一段時間后R_A和R_B產(chǎn)生的熱量之比；
（2）由圖2可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時電路中的電流最大，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，由圖象讀出電流和電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可得出答案；
（3）由電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓一定時，電阻越大，電功率越小，處于低溫檔；電阻越小，電功率越大，處于高溫檔；分析電路圖，根據(jù)開關(guān)S閉合前后電路電阻大小情況判斷電烤箱處于什么檔；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值．

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)U_A=U_B=3V時，通過的電流為I_A=0.6A，I_B=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，兩電阻的阻值分別為：
R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω，R_B=$\frac{{U}_{B}}{{I}_{B}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路的總功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{A}+{R}_{B}}$=$\frac{（3V）^{2}}{5Ω+10Ω}$=0.6W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由Q=I²Rt可得，通電一段時間后，R_A和R_B產(chǎn)生的熱量之比：
$\frac{{Q}_{A}}{{Q}_{B}}$=$\frac{{I}^{2}{R}_{A}t}{{I}^{2}{R}_{B}t}$=$\frac{{R}_{A}}{{R}_{B}}$=$\frac{5Ω}{10Ω}$=$\frac{1}{2}$；
（2）由圖2可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖3可知I₁=1.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=1.2A×R₁，
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由圖3可知，I₂=0.4A，U₂=4V，
滑動變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=I₂R₁+U₂=0.4A×R₁+4V，
因電源的電壓不變，
所以，1.2A×R₁=0.4A×R₁+4V，
解得：R₁=5Ω，
電源的電壓U=I₁R₁=1.2A×5Ω=6V；
（3）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S閉合時，只有電阻R₁接入電路，電路中的電阻最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時電路中的電功率最大，電烤箱處于高溫檔；
高溫檔時電路為R₁的簡單電路，則R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
S斷開時，R₁與 R₂串聯(lián)，為低溫檔，電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂=R-R₁=110Ω-44Ω=66Ω．
故答案為：（1）0.6；1：2；（2）6；10；（3）閉合；66．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率、焦耳定律的應(yīng)用，從題干和圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．