Question

16．小明設(shè)計了一個多檔位電加熱器，其工作原理如圖所示．其中R₁、R₂為發(fā)熱電阻，兩個燈泡L是發(fā)熱電阻相應(yīng)的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計．小明設(shè)想通過開關(guān)的組合，使電加熱器能有多檔功率，現(xiàn)已知此電熱器最大發(fā)熱功率為300W，當(dāng)只閉合S₁時，發(fā)熱功率為100W．則（　�。�

• A． 此電熱器只有兩檔不同的功率
• B． 兩個發(fā)熱電阻的阻值之比R₁：R₂=1：2
• C． 只閉合開關(guān)S₂，電加熱器在該檔位正常工作時的電流約為1.36A
• D． 在最大檔位正常工作5小時，產(chǎn)生的熱量為5.4×10⁶J

Answer 1

分析 （1）根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，兩發(fā)熱電阻可以同時工作，也可以獨立工作；
（2）R₁與R₂同時工作時電熱器的發(fā)熱功率最大，知道R₁的發(fā)熱功率可求R₂的發(fā)熱功率，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出兩個發(fā)熱電阻的阻值之比，根據(jù)P=UI求出R₂正常工作時的電流，利用Q=W=Pt求出在最大檔位正常工作5小時產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由電路圖可知，R₁與R₂并聯(lián)連接，且均有一個開關(guān)單獨控制，
則電加熱器能有：R₁工作、R₂工作、R₁和R₂同時工作三個加熱檔位，故A錯誤；
（2）開關(guān)S₁、S₂均閉合時，R₁與R₂并聯(lián)，
因并聯(lián)電路中總功率等于各用電器功率之和，
所以，R₂的發(fā)熱功率：
P₂=P-P₁=300W-100W=200W，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，兩個發(fā)熱電阻的阻值之比：
$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}}{\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}}$=$\frac{{P}_{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{200W}{100W}$=$\frac{2}{1}$，故B錯誤；
只閉合開關(guān)S₂，電路為R₂的簡單電路，由P=UI可得，電加熱器在該檔位正常工作時的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{200W}{220V}$≈0.91A，故C錯誤；
在最大檔位正常工作5小時產(chǎn)生的熱量：
Q=W=Pt=300W×5×3600s=5.4×10⁶J，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和電功率公式、電功公式的應(yīng)用，通過開關(guān)的閉合和斷開，改變電路的連接方式，是初中電學(xué)的典型習(xí)題，一定要熟練掌握．