Question

【題目】如圖甲所示，小明家新裝了一臺智能電熱馬桶蓋，他查閱使用說明書發現便座加熱電路有高、中、低三檔并可手動調節，其額定電壓為220V，低溫檔、中溫檔的額定功率為 22W和44W．利用所學的電學知識他設計了一個等效電路圖，如圖21乙所示，用兩個定值電阻R1和R2表示兩電熱絲，開關S2可分別接a、b或c觸點，電路接入家庭電路中時均能正常工作．

（1）當斷開S1，將S2接c點時，定值電阻R1和R2 _____聯，求此檔位的加熱電流是多少安？

（2）用中溫檔加熱10min，求消耗電能多少焦耳？

（3）求高溫檔加熱的額定功率是多少瓦？

Answer 1

【答案】串 0.1 A 2.64×104 J 88 W

【解析】

(1)當開關S1斷開、S2接c點時，定值電阻R1和R2 串聯，電路電阻最大；

根據可知，電壓一定時，電路中的總電阻越大，電路的總功率越小，電熱馬桶蓋處于低溫擋。

由可得，此擋位的加熱電流：

。

(2)中溫擋加熱時間為，

由可得，中溫擋加熱10 min消耗的電能：

。

(3)當開關S1閉合、S2接b或c時，電路為R1的簡單電路，電熱馬桶蓋處于中溫擋，

由可得，定值電阻R1的阻值：

。

當開關S1斷開、S2接c時，定值電阻R1與R2串聯，電熱馬桶蓋處于低溫擋，

則電路中的總電阻：，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，定值電阻R2的阻值：

。

當開關S1閉合、S2接a時，R1與R2并聯，電熱馬桶蓋處于高溫擋，

因為總功率等于各電阻功率之和，所以高溫時功率為中溫檔功率的2倍，

即：。