Question

【題目】如圖甲，是一款各位奶爸奶媽的必備電器——暖奶器，其銘牌如圖乙,它有著高溫消毒，中溫加熱和低檔保溫的功能。其等效電路結(jié)構(gòu)如圖丙。已知:電源電壓為36V，R1和R2為發(fā)熱電阻，R3是規(guī)格為“20Ω 5A”的滑動變阻器。S閉合，S1、S2均斷開時，電器處于低溫檔，移動滑片，可以手動調(diào)節(jié)低溫檔的加熱功率；S、S1閉合，R3均沒有接入電路時，通過控制S2的通斷，可以使電器處于高溫檔或中溫檔。求：

(1)電器以中溫檔工作時，電路中的電流大小?

(2)R2的電阻大小?

(3)電壓表的量程為“0~24V”，電流表量程為“0~3A”，在不損壞電路元件的前提下，低溫檔手動調(diào)節(jié)的加熱功率范圍?

Answer 1

【答案】(1) 5A (2) 12Ω (3) 20W~64.8W

【解析】

(1) 當(dāng)S、S1閉合，S2斷開時，電路中只有R1工作，此時處于中溫檔。由乙圖可知中溫檔功率為P中=180W，電壓為U=36V，則此時電路中的電流為I中===5A。

(2) 當(dāng)S、S1、S2都閉合時，電路中R1與R2并聯(lián)，即R1和R2共同發(fā)熱，所以此時為高溫檔。由乙圖可知高溫檔功率為P高=288W，電壓仍然為U=36V，則R2得功率為PR2=P高-P中=288W-180W=108W，所以R2的電阻為R2===12Ω。

(3) 當(dāng)S閉合，S1、S2斷開時，電路中R1與R3串聯(lián)，電壓表測R3的電壓。當(dāng)R3滑片左移時R3電阻減小，電壓表示數(shù)較小，R1兩端電壓升高。同時由于電路中電阻減小，所以電流表示數(shù)增大，則根據(jù)P=UI可知R1發(fā)熱功率增大。所以手動調(diào)節(jié)的最大加熱功率以電流表能測量的最大值來計算；當(dāng)R3滑片右移時R3電阻增大，電壓表示數(shù)增大，R1兩端電壓較小。同時由于電路中電阻增大，所以電流表示數(shù)減小，則R1發(fā)熱功率減小。所以手動調(diào)節(jié)的最小加熱功率以電壓表能測量的最大值來計算。

由中溫檔數(shù)據(jù)可計算出R1阻值為R1===7.2Ω。當(dāng)電壓表示數(shù)為最大的U最大=24V時，R1的最小發(fā)熱功率為P最小====20W；當(dāng)電流表示數(shù)為最大的I最大=3A時，R1的最大發(fā)熱功率為P最大===64.8W。所以低溫檔手動調(diào)節(jié)的加熱功率范圍是20W~64.8W。