Question

16．如图所示，是一普通家用两档位电取暖器内部简化电路，R₁和R₂均为电热丝．高温档位功率为1100W，低温档位功率为440W，求：
（1）闭合开关S₁、S₂时，取暖器处于高温档位，此时电路中电流为5A；
（2）电路中R₁的阻值；
（3）该取暖器处于高温挡正常工作5min所消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）当S₁、S₂都闭合时，电路为R₁的简单电路，电路中的电阻最小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电热丝的电功率最大，据此确定电烤箱的温档；知道档位的功率和电压，根据P=UI求出此时电路中的电流．
（2）知道高温档的功率和电压，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$可求得该取暖器处于高温挡正常工作5min所消耗的电能．

解答 解：（1）当S₁、S₂都闭合时，电路为R₁的简单电路，电路中的电阻最小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时电路中的电功率最大，即为高温档位；
已知高温档的功率P_高温=1100W，
根据P=UI可知，此时电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{高温}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A，
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电路中R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，
取暖器处于高温挡正常工作5min所消耗的电能W=P_高温t=1100W×5×60s=3.3×10⁵J．
故答案为：（1）S₁、S₂；5；
（2）电路中R₁的阻值为44Ω；
（3）该取暖器处于高温挡正常工作5min所消耗的电能为3.3×10⁵J．

点评 本题考查了电功率公式和电热公式的灵活应用，会比较开关闭合、断开时电路中总电阻的大小关系是关键．