Question

12．嚴寒冬季，我國北方哨兵腳上穿有電熱靴．一只靴內(nèi)加熱電路如圖所示，電源電壓恒定，S₂為三檔旋鈕開關(guān)（金屬片M可分別撥至a、b、c處），電阻絲R₁、R₂規(guī)格相同且阻值不變，b為電阻絲R₁的中點．這只電熱靴的低溫檔為6W，則（　�。�

• A． 中溫檔和高溫檔分別8W、12W
• B． 該電熱靴利用了電流的熱效應(yīng)
• C． 開關(guān)接a時電熱靴功率最大
• D． 該電熱靴的安全電壓應(yīng)為220v

Answer 1

分析 （1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)串并聯(lián)電路特點應(yīng)用電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱靴中溫與高溫擋的電功率．
（2）當電流通過電阻時，電流做功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)．
一方面，利用電流的熱效應(yīng)可以為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)；另一方面，電流的熱效應(yīng)也有一些不利因素．

解答 解：電熱靴工作時，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，利用了電流的熱效應(yīng)，故B正確；
兩電阻絲規(guī)格相同，設(shè)R₁=R₂=R；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在U一定時，R越小，電功率越大，R越大，電功率越小；
由圖示電路圖可知，S₂接a時兩電阻絲串聯(lián)，總電阻最大，電功率最小，電熱靴處于低溫檔，故C錯誤；
當S₂接c時，只有電阻絲R₂接入電路，電路電阻最小，電路電功率最大，電熱靴處于高溫擋，
當S₂接b時，電阻絲R₂與R₁的右半部分接入電路，電熱靴處于中溫擋；
即：P_低=$\frac{{U}^{2}}{2R}$=6W，則$\frac{{U}^{2}}{R}$=12W，
電熱靴的高溫擋：P_高=$\frac{{U}^{2}}{R}$=12W，
電熱靴的中溫擋：P_中=$\frac{{U}^{2}}{R+\frac{R}{2}}$=$\frac{2}{3}$×$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{2}{3}$×12W=8W，故A正確；
因為家庭電路電壓為220V，對人體的安全電壓是不高于36V，
所以該電熱靴的電源電壓大約只有幾伏（3V～6V），故D錯誤．
故選：AB．

點評 本題考查了學生對電流熱效應(yīng)的應(yīng)用及電功率計算等知識掌握，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點、電功率公式即可正確解題，對于用電器檔位的判斷，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$把比較電功率大小的問題轉(zhuǎn)化為比較電阻大小問題是關(guān)鍵．