Question

6．如表是某电加热器的铭牌，如图是该加热器的简化电路图．R₁、R₂都是发热电阻，电源电压是220V．试求：
（1）低温挡时，开关应处于什么状态？此时电路正常工作时的电流是多少？
（2）R₁和R₂的电阻分别是多少？
（3）高温挡正常加热5min时产生的热量是多少？

型号	DSP-22C
额定电压	220V
频率	50HZ
额定功率	低温挡	44W
	高温挡	400W
容量	2.0L

Answer 1

分析 （1）根据图中S₁、S₂闭合时，电路中只有R₁工作，当S₁闭合，S₂断开时，R₁与R₂串联在电路中，串联分压，发热电阻处于低温状态；根据P=UI可求得此时电路正常工作时的电流；
（2）根据图中S₁、S₂闭合时，电路中只有R₁工作，此时是高温档，已知高温挡的功率可求得R₁的电阻，然后再根据低温挡的功率求得总电阻的阻值，用总电阻阻值减去R₁的阻值即为R₂的阻值．
（3）已知高温挡的功率，利用W=Pt可求得高温挡正常加热5min时产生的热量．

解答 解：（1）根据图示，当S₁、S₂闭合时，只有R₁在电路中，发热电阻处于高温档；当S₁闭合，S₂断开时，R₁与R₂串联在电路中，R₂分去一部分电压，因此电热丝处于低温状态．
此时电路正常工作时的电流：
I=$\frac{{P}_{低温}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A，
（2）当S₁、S₂闭合时，只有R₁在电路中，发热电阻处于高温档，P_高温=400W，
则R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{400W}$=121Ω，
当S₁闭合，S₂断开时，R₁与R₂串联在电路中，
则此时电路中的总电阻：
R_总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω，
则R₂=R_总-R₁=1100Ω-121Ω=979Ω，
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，高温挡正常加热5min时产生的热量：
W=P_高温t=400W×5×60s=1.2×10⁵J．
答：（1）低温挡时，S₁闭合，S₂断开；此时电路正常工作时的电流是0.2A；
（2）R₁的电阻为121Ω；R₂的电阻是979Ω；
（3）高温挡正常加热5min时产生的热量是1.2×10⁵J．

点评 本题考查电阻、电流和电功率的计算以及欧姆定律的应用，关键是分析出开关在不同位置时电路的连接情况和公式及其变形的灵活运用．涉及到电路的动态分析，知识点较多，有点难度，属于难题．