题目内容
【题目】小明设计了一个三个档位达到电火锅,其内部结构如图所示,R1、R2为电热丝,R3为电位器(图中用变阻器表示),通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作,其中档位Ⅰ、Ⅱ功率较小,功率大小可通过电位器调节;档位Ⅲ功率为最大且不可调节。
(1)说明此电路处于最大电功率档时,需要闭合的开关。
(2)为使此电火锅在电压不足的山区使用,小明按以下要求进行设计:当电压200V,最大功率2000W;只闭合S1时电路处于档位Ⅰ,功率可以从200W调节到400W,请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
(3)只闭合开关S2时,电路处于档位Ⅱ,请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。
【答案】(1)由电路图甲可知,当开关S1、S2、S3闭合时,R1、R2并联,电路中的电阻最小;根据可知,此电路处于最大电功率档;………………………3分
(2当只闭合S1,电路状态如图乙所示:
若R3处于阻值为零处时,档位Ⅰ功率为最大值: W
解得: …………………………………………………………2分
若处于阻值最大处时,档位Ⅰ功率为最小值:
W
解得: …………………………………………………2分
(3)当、
、
都闭合时,电路的功率为最大值:
W
将代入得:
……………………2分
当只闭合时,如图丙所示:
若处于阻值为零处时,流过电阻丝
的电流最大:
……………………2分
若处于阻值最大处时,流过电阻丝
的电流最小:
……………………2分
电流的变化范围约为0.55A—8A……………………1分
【解析】(1)由电路图可知,当开关S1,S2,S3闭合时,R1、R2并联,电路中的电阻最小;
根据可知,此电路处于最大电功率档;(2)当只闭合S1,电路状态如下图所示:
若R3处于阻值为零处时,档位I功率为最大值: ,
解得:R1=100Ω,
若R3处于阻值最大处时,档位I功率为最小值: ,
解得:R3=100Ω;
(3)当S1,S2,S3都闭合时,电路的功率为最大值: ,
将R1=100Ω代入得:R2=25Ω;
当只闭合S2时,如下图所示:
若R3处于阻值为零处时,流过电阻丝R2的电流最大: ;
若R3处于阻值最大处时,流过电阻丝R2的电流最小: ;
电流的变化范围约为1.6A~8A.
答:(1)此电路处于最大电功率档时,应闭合的开关是S1,S2,S3;
(2)满足要求的电热丝R1的阻值为100Ω,电位器的最大电阻值R3为100Ω;
(3)只闭合开关S2时,电路处于档位Ⅰ、Ⅱ时,流过电阻丝R2的电流的变化范围为1.6A~8A.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】如图甲,是小明设计的双向双动式和面机。主要结构为:一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机,在和面过程中二者交替工作,搅拌器正反搅拌。下表是这个和面机的主要技术参数;图乙是和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的“P-t”图像。
额定电压 | 220V |
额定频率 | 50Hz |
搅拌电机功率 | 900W |
料桶电机功率 |
(1)小明为了提醒自己和面机还连接在电路中,他在传统的插头上增加一个总开关和指示灯(图丙),只要开关一按便可断电,不用费力拔除插头。图丁是插头内部电路及和面机简化原理图,插头上的总开关应接在 (选填“A、B、C”)点。 (1分)
(2)小明利用如图戊所示电磁继电器控制搅拌器的正反转,请将工作电路连接完整。(3分)
(3)为了测量和面机料桶电机的功率,小明将家里的其它用电器都关闭,他观察到和面机正常工作12min,家里标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过了480转。计算料桶电机的功率多大?(4分)