Question

【题目】如图所示是张强同学家新买的一台电热锅其内部简化电路图，该锅有高、中、低三个挡位的发热功率。开关S1可分别与触点a、b接触，已知发热电阻R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，电源电压220V保持不变。

请分析和解答以下问题：

（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电热锅处于什么挡位？

（2）电热锅在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？

（3）电热锅在高挡位工作时，加热5min，消耗的电能为多少？

Answer 1

【答案】（1）低挡位；（2）1000W；（3）4.5×105J

【解析】

(1)由图知道，当开关S1置于b端、S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，电流最小，由P=UI知道，电功率最小，即电烤箱处于低档位；

(2)由图知道，当开关S1置于b端，S2闭合时，电路为R1 的简单电路，此时电烤箱处于中档位；由知道，消耗的电功率是：

；

(3)当开关S1置于a端，S2 闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由知道，此时电功率最大，电烤箱处于高档位；由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两电阻消耗的电功率分别为：

，

此时电烤箱消耗的电功率是：

P高 =P1 +P2 =1000W+500W=1500W；

由 知道，对食物加热5min，消耗的电能是：

W=P高t=1500W×5×60s=4.5×105 J。

答：(1)当开关S1置于b端、S2断开时，电热锅处于低温挡位；

(2)电热锅在中挡位工作时，消耗的电功率是1000W；

(3)电热锅在高挡位工作时，加热5min，消耗的电能为4.5×105 J。