题目内容

20.如图1是一款电烧烤箱,其电路原理如图2所示,电热管R1在烤箱底部,R2、R3在烤箱顶部,且R2=R3,S1、S2分别为控制时间和档位的开关,该烧烤箱说明书如表.
请解答下列问题.
(1)烤箱正常工作时电路总电阻是多大?
(2)铁板烧正常工作时,30min消耗的电能是多少?通过R3的电流是多大?
(3)烧烤箱电源插头的E插脚必须接烧烤箱的金属外壳,由说明书上的信息可得出保温档的额定功率为360W
 XXX电烧烤箱
 额定电压 220V
 额定功率 保温      _____ S2接0、1
 烤箱       800W S2接1、2
 铁板烧   880W S2接2、3

分析 (1)已知电源电压和烤箱正常工作时功率,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$变形可求得烤箱正常工作时电路总电阻;
(2)根据P=$\frac{W}{t}$可求得铁板烧正常工作时,30min消耗的电能,由P=UI可求通过R3的电流;
(3)从安全角度考虑,使用大功率用电器,必须使用三角插头和三孔插座;由烤箱的额定功率减去R2的额定功率,可求得烤箱保温档的额定功率.

解答 解:(1)已知电源电压和烤箱正常工作时功率,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$变形可求得,
烤箱正常工作时电路总电阻是:
R12=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{烤箱}}$=$\frac{(220V)^{2}}{800W}$=60.5Ω;
(2)由P=$\frac{W}{t}$可得,
铁板烧正常工作时,30min消耗的电能:
W铁板烧=P铁板烧t=880W×30×60s=1.584×106J;
铁板烧正常工作时,电路中电流,由P=UI可得,
I=$\frac{{P}_{铁板烧}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A,
铁板烧正常工作时,R2、R3在烤箱顶部并联,且R2=R3,
故I=I2+I3,I2=I3,所以通过R3的电流是:I3=$\frac{1}{2}$I=$\frac{1}{2}$×4A=2A;
(3)三线插头的最上面E插脚应该与家用电器的金属外壳相连.这样插入三孔插座后,金属外壳就能够和大地连接起来了,一旦用电器漏电使金属外壳带电,能及时把电导走,防止发生触电事故;
由表格结合题意可知,铁板烧正常工作时R2、R3在烤箱顶部并联,且R2=R3,
故P铁板烧=P2+P3=880W,又因为P2=P3,
所以P2=P3=440W,
烤箱正常工作时,R2、R1并联,
故P烤箱=P1+P2=800W,又因为P2=440W,
所以P1=P烤箱-P2=800W-440W=360W,
由说明书上的信息可得出保温档时只有R1工作,
保温档的额定功率:P保=P1=360W.
答:(1)烤箱正常工作时电路总电阻是60.5Ω;
(2)铁板烧正常工作时,30min消耗的电能是1.584×106J;通过R3的电流是2A;(3)金属外壳;360.

点评 本题考查了电功率的计算、电功的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,是一道综合题.

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