Question

物理小組的同學們制作了一個多擋位電熱器。電熱器中的R₁、R₂、R₃為三根電熱絲，其中電熱絲R₁的功率隨電流變化的圖象如圖甲所示。為了分析接入電路的電阻對電熱器的電功率的影響，他們將電表接入圖乙所示的電路中（電源兩端電壓不變）。在開關(guān)S₁、S₂都斷開或都閉合所形成的兩個電路狀態(tài)中，電壓表示數(shù)之比為1：8。電熱絲R₂消耗的最大功率和最小功率之比為 4：1，電流表的最大示數(shù)為1.9A。求：
（1）電熱絲R₃的阻值；
（2）電源兩端的電壓；
（3）這個電熱器在不同擋位的電功率分別是多少瓦？

 

Answer 1

解：正確畫出電路示意圖。

（1）由圖可知：R₁=P₁/I₁²=1W/（0.1A）²=100Ω，
由圖甲、圖乙可得： U₁/U=1/8，U₁=U，，
U₂/U=，U₂=U，U₃=U，
R₁：R₂：R₃= U₁：U₂：U₃==1：3：4，
R₃= 300Ω；
（2）當開關(guān)都閉合時，電流表示數(shù)最大為1.9 A，則
=12：3：4，
I₁=1.2 A， U=I₁R₁ =1.2 A×100 Ω=120 V ，
（3）當開關(guān)都閉合時，
，
當開關(guān)都斷開時，
，
當只閉合S₁時，P_3擋=U²/R₃=（120V）²/300Ω=48W，
當只閉合S₂時，
P_4擋=U²/R₁=（120V）²/100Ω=144W。