Question

5．家用電熨斗為了適應(yīng)不同衣料的熨燙需要，設(shè)計了調(diào)整溫度的多檔開關(guān)．使用時，轉(zhuǎn)動旋鈕即可使電熨斗達到需要的低溫、中溫或高溫．圖1是電熨斗的電路圖，圖中電熱絲R₁=96.8Ω，R₂=48.4Ω．旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以改變1、2、3、4四個接點的連接情況（如圖30中的A、B、C所示）．

（1）當旋轉(zhuǎn)開關(guān)置于圖2中的哪種狀態(tài)時，電熨斗處于低溫檔位？并簡述理由．
（2）電熨斗在中溫檔位工作時，消耗的電功率是多少？
（3）電熨斗在高溫檔位工作6min消耗的電能為多少？

Answer 1

分析 （1）分析電路可知，A圖兩電阻并聯(lián)，電阻最小，B圖電路中只有一個電阻，C圖兩電阻串聯(lián)，電阻最大，電壓一定，電阻越大電流越小，相應(yīng)的功率也越�。�
（2）C是低溫檔，此時兩電阻串聯(lián)，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求電熨斗在低溫檔工作時消耗的電功率．
（3）A是高溫檔，此時兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的特點利用W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可求消耗的電能．

解答 解：
（1）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓相同的條件下，電阻越大，電功率越小，則溫度越低；
由圖可知：A是兩電阻并聯(lián)，B只有R₂連入，C是兩電阻串聯(lián)，
所以A電阻最小，C電阻最大，故A是高溫檔，B是中溫檔，C是低溫檔；
（2）當開關(guān)旋轉(zhuǎn)處于B狀態(tài)時，電路中只有R₂工作，電熨斗處于中溫檔位工作；
此時電路中的電功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{48.4Ω}$=1000W；
（3）當開關(guān)旋轉(zhuǎn)處于A狀態(tài)時，R₁和R₂并聯(lián)，此時電熨斗在高溫檔位工作；
工作6min，電熨斗消耗的電能為：
W=W₁+W₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}t$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}t$=$\frac{（220V）^{2}}{96.8Ω}×6×60s$+$\frac{（220V）^{2}}{48.4Ω}×6×60s$=5.4×10⁵J．
答：（1）當開關(guān)旋轉(zhuǎn)處于C狀態(tài)時，電熨斗處于低溫檔位；理由：此時R₁和R₂串聯(lián)，電路中總電阻最大，由P=U²/R可知，電路的總功率最小．
（2）電熨斗在中溫檔位工作時，消耗的電功率是1000W；
（3）電熨斗在高溫檔位工作6min消耗的電能為5.4×10⁵J．

點評 本題考查電阻、功率的計算，重點考查電路的分析和應(yīng)用，還要知道串、并聯(lián)電路電阻的特點．