Question

20．下表為一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂均為電熱絲．

X X牌電烤箱
額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1100W
	低溫檔	440W
電源頻率		50HZ

回答：
（1）當(dāng)S閉合時(shí)，電烤箱處于高溫檔，當(dāng)S斷開時(shí)，電烤箱處于低溫檔（填“高溫檔”或“低溫檔”）．
（2）電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能．
（3）電烤箱在低溫檔正常工作時(shí)，R₂的阻值是多少．
（4）假設(shè)在用電高峰時(shí)，家庭電路實(shí)際電壓為200V，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率是多少（實(shí)際功率計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后1位）．

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)S閉合、斷開時(shí)電路中總電阻的變化，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時(shí)，功率大的為高溫檔，功率小的為低溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出2h所消耗的電能；
（3）高溫檔時(shí)電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值；低溫檔時(shí)兩電阻串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值；
（4）知道高溫檔時(shí)的實(shí)際電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出此時(shí)的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由電路圖可知，開關(guān)閉合時(shí)電路為R₁的簡單電路，開關(guān)斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電壓一定時(shí)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，開關(guān)S閉合時(shí)，電烤箱的功率最大，處于高溫檔；開關(guān)S斷開時(shí)，電烤箱的功率最小，處于低溫檔；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能：
W=P_高t=1100×10^-3kW×2h=2.2kW•h；
（3）高溫檔時(shí)，電路為R₁的簡單電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
低溫檔時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
則R₂的阻值：
R₂=R-R₁=110Ω-44Ω=66Ω；
（4）家庭電路實(shí)際電壓為200V時(shí)，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率：
P_高′=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（200V）^{2}}{44Ω}$≈909.1W．
答：（1）高溫檔；低溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作2h所消耗的電能為2.2kW•h；
（3）電烤箱在低溫檔正常工作時(shí)，R₂的阻值是66Ω；
（4）假設(shè)在用電高峰時(shí)，家庭電路實(shí)際電壓為200V，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率是909.1W．

點(diǎn)評 本題考查了電阻的串聯(lián)和電功率公式的靈活應(yīng)用，判斷出電烤箱不同檔位時(shí)的連接方式和從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．