题目内容
图是一个电热器的工作原理图，电热器 内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，--9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通．用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求．若将此电热器接入家庭电路中，求：（1）当旋转开关的箭头指向图示位置时，通过电热器的电流多大．
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，电热器消耗的电功率多大？
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A 或F时，电热器在5min内产生的热量可以把多少水从20℃加热到100℃．[不考虑热量损失，C水=4.2×103J/（kg．℃）]（计算结果保留到小数点后一位）
分析：（1）当旋转开关的箭头指向图示位置时，只有R2接入电路，根据欧姆定律求出通过电热器的电流；
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，两电热丝串联接入电路，根据电阻的串联特点和P=
求出电热器消耗的电功率；
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，两电热丝并联接入电路，根据电阻的并联特点求出此时电路中的总电阻，根据Q=
t求出电热器在5 nin内产生的热量为，根据Q=cm△t求出水的质量．
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，两电热丝串联接入电路，根据电阻的串联特点和P=
| U2 |
| R |
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，两电热丝并联接入电路，根据电阻的并联特点求出此时电路中的总电阻，根据Q=
| U2 |
| R |
解答：（1）当旋转开关的箭头指向图示位置时，只有R2接入电路，
此时电路中的电流为I=
=
≈1.8A；
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，两电热丝串联接入电路，
电热器消耗的电功率为P=
=
≈268.9W；
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，两电热丝并联接入电路，
电路中的总电阻R并=
=
=40Ω，
电热器在5nin内产生的热量为Q=
t=
×300s=3.63×105J，
水的质量为m=
=
≈1.08kg．
答：（1）当旋转开关的箭头指向图示位置时，通过电热器的电流约为1.8A；
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，电热器消耗的电功率约为268.9W；
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，电热器在5min内产生的热量约可以把10.8kg的水从20℃加热到100℃．
此时电路中的电流为I=
| U |
| R2 |
| 220V |
| 120Ω |
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，两电热丝串联接入电路，
电热器消耗的电功率为P=
| U2 |
| R1+R2 |
| (220V)2 |
| 60Ω+120Ω |
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，两电热丝并联接入电路，
电路中的总电阻R并=
| R1R2 |
| R1+R2 |
| 60Ω×120Ω |
| 60Ω+120Ω |
电热器在5nin内产生的热量为Q=
| U2 |
| R并 |
| (220V)2 |
| 40Ω |
水的质量为m=
| Q |
| c△t |
| 3.63×105J |
| 4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃) |
答：（1）当旋转开关的箭头指向图示位置时，通过电热器的电流约为1.8A；
（2）当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时，电热器消耗的电功率约为268.9W；
（3）当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时，电热器在5min内产生的热量约可以把10.8kg的水从20℃加热到100℃．
点评：本题考查了电流、电功率、电阻、电功、质量的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用，关键是选择档位变化时电路串并联的辨别和读懂题意、联系题目的信息进行相关计算．
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