Question

15．某校師生自制了一臺(tái)電烤箱，銘牌如下表所示，電路圖如圖所示．已知電烤箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6×10⁴J的熱量．

××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

試通過(guò)計(jì)算，分析解決如下問(wèn)題：
（1）此時(shí)電烤箱是在什么檔位工作；
（2）此時(shí)電烤箱的工作電壓多少？電烤箱是否正常工作？
（3）此時(shí)電烤箱的電阻是多少？開(kāi)關(guān)S處于閉合還是斷開(kāi)狀態(tài)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出實(shí)際功率與表中數(shù)據(jù)比較；
（2）根據(jù)P=UI求出實(shí)際電壓并與家庭電壓比較作答；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求此時(shí)電烤箱的電阻，求出功率最低時(shí)的電阻大小，比較兩電阻的大小，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律確定開(kāi)關(guān)的狀態(tài)．

解答 解：（1）電烤箱的實(shí)際功率P=$\frac{W}{t}=\frac{6.6×1{0}^{4}J}{60s}$=1100W，由表中數(shù)據(jù)知，為高溫檔；
（2）此時(shí)電烤箱的電壓為U_實(shí)=$\frac{P}{I}=\frac{1100W}{5A}$=220V，即工作電壓為220V，
因家庭電路電壓為220V，所以電烤箱正常工作；
（3）此時(shí)電烤箱的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
由表中數(shù)據(jù)知，低溫檔的功率P_低=440W，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，此時(shí)電阻最大時(shí)，即兩電阻串聯(lián)，最大的電阻：
R_大=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}=\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
因44Ω＜110Ω，所以現(xiàn)在電路中只有一個(gè)電阻，S處于閉合狀態(tài)．
答：（1）此時(shí)電烤箱是在高溫檔工作；
（2）此時(shí)電烤箱的工作電壓為220V；電烤箱正常工作；
（3）此時(shí)電烤箱的電阻是44Ω；開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功率公式的靈活運(yùn)用，及電阻串聯(lián)的規(guī)律，為電熱綜合題．