题目内容
小明家买了一台电烤箱，发热功率有高、中、低三个档位．小明根据电烤箱的工作情况，跟同学们在实验室组成模拟电烤箱的实验电路如图所示．电源输出电压稳定为6V，两个发热电阻分别为R1=10Ω，R2=20Ω．单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通．请你参与小明他们的研究，分析和解答以下问题：（1）两个开关分别处于什么状态时，模拟电烤箱电路处于“低”档位？为什么？
（2）模拟电烤箱电路处于“中”档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）模拟电烤箱电路处于“高”档位工作时，通电10min，电流产生多少热量？
分析：（1）模拟电烤箱电路处于“低”档位，说明电路消耗功率最小，根据公式P=
可知，电路电阻最大时，功率最小．电阻最大就是两电阻串联．
（2）模拟电烤箱电路处于“中”档位时，电路电阻适中，只有一个电阻接入电路，也就是说开关S1闭合，S2断开，只有电阻R2接入电路，消耗的电功率根据公式P=
可以求出．
（3）模拟电烤箱电路处于“高”档位工作时，电路消耗功率最大，电路电阻最小，电阻最小就是两电阻并联．根据公式P=
先计算出电阻R1消耗功率，两电阻消耗功率之和乘以时间就等于产生的热量．
| U2 |
| R |
（2）模拟电烤箱电路处于“中”档位时，电路电阻适中，只有一个电阻接入电路，也就是说开关S1闭合，S2断开，只有电阻R2接入电路，消耗的电功率根据公式P=
| U2 |
| R |
（3）模拟电烤箱电路处于“高”档位工作时，电路消耗功率最大，电路电阻最小，电阻最小就是两电阻并联．根据公式P=
| U2 |
| R |
解答：解：（1）当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”档位．
此时电阻R1和R2串联，接入电路的电阻最大，当电压不变时．根据P=
可知，此时电功率最小．
答：当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”档位．
（2）当开关S1闭合，S2接a时，只有电阻R2接入电路，电路处于“中”档位．此时电功率P中=P2=
=
=1.8W．
答：消耗的电功率是1.8W．
（3）当开关S1闭合，S2接b时，两个电阻并联接入电路，此时电路处于“高”档位．
P高=P1+P2=
+P2=
+1.8W=5.4W．
通电10分钟产生热量Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J．
答：电流产生3240J的热量．
此时电阻R1和R2串联，接入电路的电阻最大，当电压不变时．根据P=
| U2 |
| R |
答：当开关S1断开，S2接a时，电路处于“低”档位．
（2）当开关S1闭合，S2接a时，只有电阻R2接入电路，电路处于“中”档位．此时电功率P中=P2=
| U2 |
| R2 |
| 6V×6V |
| 20Ω |
答：消耗的电功率是1.8W．
（3）当开关S1闭合，S2接b时，两个电阻并联接入电路，此时电路处于“高”档位．
P高=P1+P2=
| U2 |
| R1 |
| 6V×6V |
| 10Ω |
通电10分钟产生热量Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J．
答：电流产生3240J的热量．
点评：本题考查电烤箱电路的连接，在开关断开与闭合时电路处于不同状态下电功率的计算和产生热量的计算，关键是会判断开关闭合与断开时电路的连接情况．
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