Question

小明家買了一臺(tái)電烤箱，有低、中、高三個(gè)檔位的發(fā)熱功率，如圖是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，開關(guān)S₁可分別與觸點(diǎn)a、b接觸，已知：R₁=48.4Ω R ₂=96.8Ω電源電壓220V保持不變．求：
（1）當(dāng)開關(guān)S₁置于a端，S₂閉合時(shí)電烤箱處于

高

檔位；當(dāng)開關(guān)S₁置于b端S₂斷開，電烤箱處于檔位（填“高”、“中”“低”）
（2）電烤箱在中檔位工作時(shí)，消耗電功率是多少？
（3）電烤箱在高檔位工作時(shí)，對(duì)食物加熱6min消耗的電能為多少？

Answer 1

分析：（1）電烤箱的電壓一定，由P=

U2

R

可知電阻越大，功率越小；分析電路圖，根據(jù)開關(guān)的閉合情況判斷出電路的連接方式，分析出電烤箱處于什么檔位；
（2）根據(jù)電烤箱在中檔位工作時(shí)的電路結(jié)構(gòu)，然后由電功率公式求出電路消耗的電功率；
（3）電烤箱在高檔位工作時(shí)的電阻最小，即兩電阻并聯(lián)時(shí)正好在高檔位工作，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與W=

U2

R

t求出此時(shí)電烤箱消耗的電能．

解答：解：（1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S₁置于a端、S₂斷開時(shí)，兩電阻并聯(lián)，此時(shí)總電阻最小，由P=

U2

R

可知，此時(shí)電功率最大，電烤箱處于高檔位；由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，此時(shí)總電阻最大，由由P=

U2

R

可知，電烤箱消耗的電功率最小，此時(shí)電烤箱處于低檔位；
（2）由電路圖可知，開關(guān)S₁置于b端、S₂閉合時(shí)，只接入R₁接入電路，此時(shí)電烤箱在中檔位工作，
此時(shí)電烤箱的功率：P=

U2

R1

=

(220V)2

48.4Ω

=1000W；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁置于a端、S₂閉合時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，電烤箱處于高檔位，
電烤箱在t=6min=360s內(nèi)消耗的電能：
W=

U2

R1

t+

U2

R2

t=

(220V)2

48.4Ω

×360s+

(220V)2

96.8Ω

×360s=5.4×10⁵J；
答：（1）當(dāng)開關(guān)S₁置于a端，S₂閉合時(shí)電烤箱處于高檔位；
當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂斷開時(shí)，是低檔位；
（2）電烤箱在中檔位工作時(shí)發(fā)熱功率為1000W；
（3）電烤箱在高檔位工作時(shí)，對(duì)食物加熱6min消耗的電能為5.4×10⁵J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電烤箱電路結(jié)構(gòu)分析、求功率、求電烤箱消耗的電能問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用電功率公式與電功公式即可正確解題．