Question

（2008第18屆全國初中應用物理知識競賽）如圖l 3是一個電熱器的工作原理圖，電熱器內(nèi)有兩個阻值分別為R₁=60Ω和R₂=120Ω的電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2，—— 9共10個金屬觸點；可以繞中心軸轉(zhuǎn)動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉(zhuǎn)動開關旋鈕可以將相鄰的觸點連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時，金屬滑片將2、3觸點接通，同時另一端將7、8觸點接通。用這個旋轉(zhuǎn)開關可以實現(xiàn)電熱器有多擋位工作的要求。請回答：

（1）這個電熱器可有幾個不同加熱擋位?并指出每個加熱檔位旋轉(zhuǎn)開關的箭頭指向的位置；

（2）將此電熱器接人家庭電路中，電熱器在正常工作時每個擋位的功率各是多大。

Answer 1

解：（1）有五個檔位：A檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置A或F時；B檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置B或G時；C檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置C或H時；D檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置D或I時；E檔：當旋紐上的箭頭指向圖中位置E或J時。

（2）A檔：R₁、R₂并聯(lián)連入電路，電路的總電阻最小，為最大功率檔

         P₁=U²/R₁+ U²/R₂= 220²/60W+220²/120W =1210W。

     B檔：只有R₁接入電路，為較大功率檔P₂=U²/R₁=220²/60W=806.7W。

     C檔：R₁、R₂串聯(lián)連入電路，電路的總電阻最大，為最小功率檔，

       R= R₁+R₂=60Ω+120Ω=180Ω， P₃=U²/R=220²/180W=268.9W。

     D檔：只有R₂接入電路，為較小功率檔，P₄=U²/R₂= 220²/120W =403.3W。

     E檔：空擋，接此檔時功率為零。