Question

【題目】如圖甲，是一款各位奶爸奶媽必備電器——熱奶器，并附上銘牌，它有著高溫消毒，中溫加熱和低檔保溫等功能，其等效電路結(jié)構(gòu)如圖乙。R1、R2和R3為加熱電阻，(裝置處于高溫檔和中溫檔時(shí)，R3沒有電流通過)，電源電壓為30V，R3規(guī)格為“20Ω　5A”，R3只與其中一個(gè)定值電阻串聯(lián)時(shí)，移動(dòng)滑片，還可以手動(dòng)調(diào)節(jié)低溫檔的加熱功率。求：

(1)電器以中溫檔工作時(shí)，通過加熱電阻的電流大小?

(2)R2的電阻大小?

(3)電壓表的量程為“0~20V”，電流表量程為0~6A”，在不損壞電路元件的前提下，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)的低溫檔加熱功率范圍。

Answer 1

【答案】（1）6A；（2）7.5Ω；（3）40W-120W

【解析】

本電路為純電阻電路，滿足歐姆定律，又根據(jù)電流生熱功率，可得，由電路圖可以看出，當(dāng)閉合S和S1時(shí)，電路中只有R1與電源串聯(lián)，當(dāng)閉合S、S1和S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，總電阻小于R1，根據(jù)題意知道，當(dāng)閉合S，斷開S1和 S2時(shí)，R3與R1串聯(lián)，電路中電阻大于等于R1，電流表測量R3兩端的電壓，故閉合S和S1時(shí)熱功率較小是中溫檔，閉合S、S1和S2時(shí)熱功率較大是高溫檔，閉合S，斷開S1和 S2時(shí)熱功率最小，電熱器處于低溫檔；

（1）由電路圖知道，當(dāng)閉合S和S1時(shí)，電路中只有R1與電源串聯(lián)，電熱器處于中溫檔，

由知道，此時(shí)通過加熱電阻的電流是：，根據(jù)得， ；

（2）當(dāng)閉合S、S1和S2時(shí)，R1，與R2并聯(lián)，電熱器處于高溫檔，由知道，此時(shí)通過加熱電阻的總電流是：，即通過R2的電流是：，由歐姆定律知道，R2的電阻大小是：

（3）根據(jù)題意知道，當(dāng)閉合S，斷開S1和 S2時(shí)，R3與R1串聯(lián)，電熱器處于低溫檔，電流表測量R3兩端的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，可知當(dāng)R3接入電路電阻最大時(shí)，R3兩端電壓等于，超過電壓表量程，故當(dāng)電壓表達(dá)到最大電壓20V時(shí)，電路處于低溫檔加熱功率的最小值，此時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是：，故低溫檔最小加熱功率是：；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí)，接入電路的電阻最小為R1，此時(shí)，電路中得電流為：，超過了滑動(dòng)變阻器最大電流，故電路中電流為5A時(shí)，電路處于低溫檔加熱功率的最大值，此時(shí)低溫檔最大加熱功率是：，所以，低溫檔加熱功率范圍是60W-150W。