Question

保溫箱的簡(jiǎn)化電路如圖所示，A為溫度傳感器，它的作用相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路；低于設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)接通電路．S是保溫箱的溫度設(shè)定開(kāi)關(guān)，它有三個(gè)檔，分別為60℃，50℃和40℃，加熱功率分別為90w，72W和45w．電源電壓為36V，R₁，R₂，R₃都是發(fā)熱體．
（1）當(dāng)S撥至位置1時(shí)，加熱功率是多少？R₁的阻值是多少？
（2）當(dāng)S撥至位置3時(shí)，電路中的電流是多少？
（3）當(dāng)S撥至位置2時(shí)，R₂的阻值是多少？通電1min產(chǎn)生多少熱量？

Answer 1

分析：（1）開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電路電阻最小，是R₁的簡(jiǎn)單電路．根據(jù)公式P=

U2

R

可知：保溫箱電路處于“高”檔位工作時(shí)，電路消耗功率最大，根據(jù)公式R=

U2

P

求出電阻R₁的阻值．
（2）開(kāi)關(guān)接3時(shí)，三個(gè)電阻串聯(lián)，電路電阻最大時(shí)，根據(jù)公式P=

U2

R

可知保溫箱電路處于“低”檔位，功率最小．根據(jù)公式I=

P

U

求出電流計(jì)算．
（3）開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電阻R₁和R₂串聯(lián)接入電路，電路電阻適中，保溫箱電路處于“中”檔位時(shí)，根據(jù)公式P=

U2

R

可以求出此時(shí)電路電流和R₁和R₂串聯(lián)后的總電阻，即可根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求R₂的阻值，根據(jù)Q=W=Pt求通電1min產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電路電阻最小，是R₁的簡(jiǎn)單電路．
根據(jù)P=

U2

R

可知：此時(shí)消耗的電功率最大為P_大=90W，
R₁的阻值為R₁=

U2

P大

=

(36V)2

90W

=14.4Ω．
（2）開(kāi)關(guān)接3時(shí)，三個(gè)電阻串聯(lián)，電路電阻最大時(shí)，
根據(jù)P=

U2

R

可知：此時(shí)消耗的電功率最小為P_小=45W，
電路中得電流為I_小=

P小

U

=

45W

36V

=1.25A；
（3）開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電阻R₁和R₂串聯(lián)接入電路，
根據(jù)P=

U2

R

可知：此時(shí)電路消耗的功率為P_中=72W，
此時(shí)電路中的總電阻為R_總=

U2

P中

=

(36V)2

72W

=18Ω，
R₂的阻值為：R₂=R_總-R₁=18Ω-14.4Ω=3.6Ω．
通電1min產(chǎn)生的熱量Q=W=P_中t=72W×60s=4320J．
答：（1）當(dāng)S撥至位置1時(shí)，加熱功率是90W，R₁的阻值是14.4Ω；
（2）S撥至位置3時(shí)電路中的電流是1.25A；
（3）當(dāng)S撥至位置2時(shí)，R₂的阻值為3.6Ω；通電1min產(chǎn)生的熱量為4320J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查保溫箱電路的連接，在開(kāi)關(guān)連接不同觸點(diǎn)時(shí)電路處于不同狀態(tài)下電功率的計(jì)算和相關(guān)物理量的計(jì)算，關(guān)鍵是會(huì)判斷開(kāi)關(guān)不同連接時(shí)電路的連接情況，進(jìn)而會(huì)根據(jù)P=

U2

R

判斷出不同電路連接情況下的功率．