Question

小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。下图是其内部简化电路图，开关S₁可分别与触点a、b接触。已知：R_l＝60.5Ω，R₂=121Ω，电源电压保持不变。求：

（1）当开关S₁置于b端， S₂断开时，电烤箱处于什么挡位；（2分）
（2）电烤箱在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？（3分）
（3）电烤箱在高挡位工作时，对食物加热5min，消耗的电能是多少？（3分）

Answer 1

（1）低温挡；
（2）当S₁接触b，且S₂闭合时处于中挡位，此时R₂短路，电路消耗的功率即为R₁消耗的功率，为800W；
（3）当S₁接触a，且S₂闭合时处于高挡位，此时R₁与R₂并联，电路消耗的总功率为1200W，则加热5min消耗的电能是3.6×10⁵ J（或0.1kW·h）

解析试题分析：（1）当开关S₁置于b端， S₂断开时，两电阻串联，此时电路中总电阻最大，电源电压不变，由可知此时电烤箱消耗的总用率最小，电烤箱处于低温挡；
（2）当S₁接触b，且S₂闭合时此时R₂短路，只有R₁接入电路，电烤箱处于中挡位，消耗的电功率；
（3）当S₁接触a，且S₂闭合时R₁与R₂并联，电烤箱处于高挡位，
R₂短路消耗的电功率为
电路消耗的总功率P=P₁+P₂=800W+400W=1200W;
加热5min消耗的电能W=Pt=1200W×300s=3.6×10⁵ J
考点：电热器电功率的计算