Question

【题目】观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，庆庆同学在学习了电学知识后，他利用电压为12V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1=10Ω、R2=20Ω，请计算：

(1)S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；

(2)S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路产生的热量；

(3)该电路的最大功率和最小功率之比。

Answer 1

【答案】(1)0.4A；(2)2160J；(3)9:2

【解析】

(1)当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联

电路中的电流

(2)当S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，通电5min电路消耗的电能

(3)当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，此时电路的总电阻最大，根据可知，此时总功率最小

当S1、S3闭合，S2断开时，R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，而总电阻：

则最大功率为

则

答：(1)S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流为0.4A。

(2)S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路产生的热量为2160J。

(3)该电路的最大功率和最小功率之比为9:2。