Question

9．下表為一臺兩檔位電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂均為電熱絲，S為調(diào)檔開關(guān)．

××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

（1）當(dāng)開關(guān)S閉合時烤箱處于什么檔？
（2）電烤箱在高溫檔正常工作15min所放出的熱量為多少？
（3）R₂的阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)S閉合時電路中總電阻的大小關(guān)系，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，總電阻越小，電功率越大；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)Q=W=Pt求出15min所放出的熱量；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出高溫檔和低溫檔時電路的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值．

解答 解：（1）由電路圖可知，開關(guān)S閉合時電路為R₁的簡單電路，開關(guān)S斷開時R₁與R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，開關(guān)S閉合時，電路中的電阻最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電烤箱的功率最大，處于高溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作15min所放出的熱量：
Q=P_高溫t=1100W×15×60s=9.9×10⁵J；
（3）高溫檔時，電路為R₁的簡單電路，
則R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
低溫檔時，R₁與R₂串聯(lián)，此時電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
則R₂=R-R₁=110Ω-44Ω=66Ω．
答：（1）當(dāng)開關(guān)S閉合時烤箱處于高溫檔；
（2）電烤箱在高溫檔正常工作15min所放出的熱量為9.9×10⁵J；
（3）R₂的阻值是66Ω．

點評 本題考查了電功率公式和電熱公式的靈活應(yīng)用，會比較開關(guān)閉合、斷開時電路中總電阻的大小關(guān)系是關(guān)鍵．