Question

圖是一個(gè)電熱器的工作原理圖，電熱器內(nèi)有兩個(gè)阻值分別為R₁=121Ω和R₂=55Ω的電熱絲；旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤(pán)，在圓盤(pán)的邊緣依次有0，1，2，—— 9共10個(gè)金屬觸點(diǎn)，可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時(shí)，金屬滑片將2、3觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端將7、8觸點(diǎn)接通。用這個(gè)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多檔位工作的要求。若將此電熱器接入家庭電路中，求：

（1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向圖中位置D或I時(shí)，通過(guò)電熱器的電流；
（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向圖中位置C或H時(shí)，電熱器消耗的電功率；
（3）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向圖中位置A或F時(shí)，電熱器在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

（1）4A  （2）275W    （3）3.84ⅹ105J  

解析試題分析：（1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向位置D時(shí)，等效電路如下圖甲所示；
通過(guò)電熱器的電流I=U/R₂=220V/55Ω=4A                    
（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向位置C時(shí)，等效電路如下圖乙所示；
串聯(lián)的總電阻R_串=R₁+R₂=121Ω+55Ω=176Ω              
電熱器消耗的電功率P＝U²/R =(220V)²/176Ω=275W          
（3）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的箭頭指向位置A時(shí)，等效電路如下圖丙所示；
并聯(lián)電路的總電阻R并= R₁ R₂/( R₁+R₂ )= 121Ωⅹ55Ω/(121Ω+55Ω)=(605/16)Ω     
電熱器產(chǎn)生的熱量Q＝U²t/R =(220V)²ⅹ5ⅹ60s/ (605/16)Ω=3.84ⅹ105J.

考點(diǎn)：電路分析；電阻的串并聯(lián)；電功率