Question

13．如圖是某實驗中學科學課外活動小組自制的電熱暖手器的電路原理圖．電源電壓恒為6V，S為單刀雙擲開關，發(fā)熱體的電阻分別是R₁=2Ω，R₂=1Ω．問：
（1）該電熱暖手器工作時的最小電流是多少？
（2）該電熱暖手器消耗的最大功率是多少？
（3）當開關調至“2”擋位置時，R₂在1min內最多可以產(chǎn)生多少焦耳的熱量？

Answer 1

分析 根據(jù)電路圖可知，當開關接“1”時，電熱手暖器只R₁接入電路；當開關接“2”時，電阻R₁、R₂串聯(lián)；
（1）因為電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，當電路中電阻最大時，電流最小，據(jù)此求出最小電流；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當電路中的電阻最小時，電路中的電功率最大；
（3）根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，R₂在1min內最多可以產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）當開關接“2”時，電阻R₁、R₂串聯(lián)，此時電路的總電阻最大，電熱暖手器工作時的電流最小，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，最小電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{2Ω+1Ω}$=2A；
（2）當開關接“1”時，電熱暖手器只R₁接入電路，此時電路中的總電阻最小，則電熱暖手器消耗的最大電功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（6V）^{2}}{2Ω}$=18W；
（3）當開關接“2”時，電阻R₁、R₂串聯(lián)，則R₂在1min內產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R₂t=（2A）²×1Ω×60s=240J．
答：（1）該電熱暖手器工作時的最小電流是2A；
（2）該電熱暖手器消耗的最大電功率是18W；
（3）當開關調至“2”位置時，R₂在1min內最多可以產(chǎn)生240J的熱量．

點評 此題考查了歐姆定律、功率和電熱的計算，根據(jù)檔位不同確定對應的電路連接關系，是正確解答此題的關鍵．