Question

【題目】如圖甲所示，小明家新裝了一臺(tái)智能電熱馬桶蓋，他查閱使用說(shuō)明書發(fā)現(xiàn)便座加熱電路有高、中、低三檔并可手動(dòng)調(diào)節(jié)，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(xué)的電學(xué)知識(shí)他設(shè)計(jì)了一個(gè)等效電路圖，如圖21乙所示，用兩個(gè)定值電阻R1和R2表示兩電熱絲，開(kāi)關(guān)S2可分別接a、b或c觸點(diǎn)，電路接入家庭電路中時(shí)均能正常工作．

（1）當(dāng)斷開(kāi)S1，將S2接c點(diǎn)時(shí)，定值電阻R1和R2 _____聯(lián)，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(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2接c點(diǎn)時(shí)，定值電阻R1和R2 串聯(lián)，電路電阻最大；

根據(jù)可知，電壓一定時(shí)，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?fù)酢?/span>

由可得，此擋位的加熱電流：

。

(2)中溫?fù)跫訜釙r(shí)間為，

由可得，中溫?fù)跫訜?/span>10 min消耗的電能：

。

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接b或c時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱馬桶蓋處于中溫?fù)酰?/span>

由可得，定值電阻R1的阻值：

。

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2接c時(shí)，定值電阻R1與R2串聯(lián)，電熱馬桶蓋處于低溫?fù)酰?/span>

則電路中的總電阻：，

因串聯(lián)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(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電熱馬桶蓋處于高溫?fù)酰?/span>

因?yàn)榭偣β实扔诟麟娮韫β手�和，所以高溫時(shí)功率為中溫檔功率的2倍，

即：。