Question

15．如图所示是我们班级的电热式纯净水加热机的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R₁和R₂两个电热丝构成，阻值分别为440Ω、220Ω．
（1）S₁闭合、S₂断开时，求电热器的功率；
（2）S₁、S₂都闭合时，求电热器的工作电流；
（3）S₁、S₂都闭合时，电热器是处于“高温挡”还是处于“低温挡”，通过有关计算证明你的结论．

Answer 1

分析 （1）S₁闭合、S_2断开时，只有电阻R₁接入电路，由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求出此时电热器的功率；
（2）S₁、S₂都闭合时，两电阻并联，由并联电路特点及功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求出此时电热器的功率；
（3）求出S₁、S₂都闭合时电热器的功率，比较S₁闭合、S₂开与S₁、S₂都闭合时电热器的功率大小，
然后判断S₁，S₂都闭合时，电热器是处于什么挡．

解答 解：（1）当S₁闭合，S₂断开时，只有电阻R₁工作，
电热器的功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{440Ω}$=110W，
（2）当S₁、S₂都闭合时，两电阻并联接入电路，
电热器的工作电流：I_总=I₁+I₂=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{220V}{440Ω}$+$\frac{220V}{220Ω}$=0.5A+1A=1.5A，
（3）当S₁、S₂都闭合时，
电热器功率：P′=UI_总=220V×1.5A=330W，
由于P′＞P，所以，当S₁、S₂都闭合时电热器处于高温档．
答：（1）S₁闭合、S₂断开时，电热器的功率为110W；
（2）S₁、S₂都闭合时，电热器的工作电流为1.5A；
（3）S₁，S₂都闭合时，电热器处于“高温挡”．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律及电功率公式的应用；关键是电功率公式的灵活应用和加热器状态的判断，以及电路图的分析．