Question

小紅家買(mǎi)了一臺(tái)電烤箱，發(fā)熱功率有高、中、低三個(gè)檔位．圖是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，開(kāi)關(guān)S₁可分別與觸點(diǎn)a、b接觸．已知：R_l=50Ω，R₂=100Ω，電源電壓保持不變．當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁置于b端，S₂斷開(kāi)時(shí)，電烤箱處于

 

檔位；電烤箱在中檔位工作時(shí)，消耗的電功率是

 

W；電烤箱在高檔位工作時(shí)，對(duì)食物加熱3min，消耗的電能是

 

J．

Answer 1

分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁置于b端，S₂斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，從電路圖可以看出，兩電阻串聯(lián)時(shí)電阻最大，兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)電阻最小，根據(jù)公式P=

U2

R

可知，電阻越大，電功率越小，根據(jù)以上情況可以確定電烤箱的高、中、低檔位，再利用公式P=

U2

R

求出電烤箱在中檔位工作時(shí)，消耗的電功率，利用公式W=

U2

R

t求出電烤箱在高檔位工作時(shí)，對(duì)食物加熱3min消耗的電能．

解答：解：，兩電阻串聯(lián)時(shí)電阻最大，兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)電阻最小，根據(jù)公式P=

U2

R

可知，電阻越大，電功率越小，所以開(kāi)關(guān)S₂閉合，S₁接a點(diǎn)時(shí)兩電阻并聯(lián)，電功率最大，處于高檔位，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁置于b端，S₂斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電功率最小，處于低檔位，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₂閉合，S₁斷開(kāi)時(shí)，電路中只有電阻R₁工作，此時(shí)處于中檔位．
電烤箱在中檔位工作時(shí)，消耗的電功率P_中=

U2

R1

=

(220V)2

50Ω

=968W，
電烤箱在高檔位工作時(shí)，并聯(lián)電路的電阻R_并=

R1R2

R1+R2

=

50Ω×100Ω

50Ω+100Ω

=

100

3

Ω，
所以電烤箱在高檔位工作時(shí)，對(duì)食物加熱3min，消耗的電能是W=

U2

R并

t=

(220V)2

100 3 Ω

×3×60s=2.6136×10⁵J．
故答案為：低；968；2.6136×10⁵．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電功率、電阻、消耗的電能等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是分析開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)電路的連接情況，本題的重點(diǎn)是分析出電阻串聯(lián)時(shí)電功率最小，電阻并聯(lián)時(shí)電功率最大，要知道電阻串聯(lián)和并聯(lián)的規(guī)律，解題過(guò)程中還要注意單位的換算．