Question

【题目】在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线．
（1）小虎第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的试题是：“在如图a所示的电路中，闭合开关S1 ， 通电5min产生多少热量？”请你解答此题；
（2）小华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路．编制的试题是：“在小虎设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是 ． ”
请你在图a中完成小华的设计 ， 并将电路大、小功率之比填入空格中．
（3）小明经过认真思考后，用了三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路．请你在图b的方框内，画出小明所设计的电路图．

Answer 1

【答案】
（1）解：已知：U=12V，P=18W，t=5min

解：（1）电阻的阻值：

R= = =8Ω

通过电阻的电流：

I= =0.75A

电路通电5min产生的热量：

Q=I2R串t=（0.75A）2×2×8Ω×60s×5=2.7×103J

（2）2：1；
（3）解：
【解析】（2）如图所示： 使开关S2与R2并联，当开关S2闭合时电路中的功率为： 当开关S2断开时，电路中的功率为： 所以P1：P2=2：1；（3）如图所示：
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案．