Question

圖是一個(gè)電熱器的工作原理圖，電熱器內(nèi)有兩個(gè)阻值分別為R1=121Ω和R2=55Ω的電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2，—— 9共10個(gè)金屬觸點(diǎn)，可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時(shí)，金屬滑片將2、3觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端將7、8觸點(diǎn)接通。用這個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多檔位工作的要求。若將此電熱器接入家庭電路中，求：

（1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向圖中位置D或I時(shí)，通過電熱器的電流；

（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向圖中位置C或H時(shí)，電熱器消耗的電功率；

（3）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向圖中位置A或F時(shí)，電熱器在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

 

Answer 1

（1）4A （2）275W （3）3.84ⅹ105J

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向位置D時(shí)，等效電路如下圖甲所示；

通過電熱器的電流I=U/R2=220V/55Ω=4A

（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向位置C時(shí)，等效電路如下圖乙所示；

串聯(lián)的總電阻R串=R1+R2=121Ω+55Ω=176Ω

電熱器消耗的電功率P＝U2/R =(220V)2/176Ω=275W

（3）當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)的箭頭指向位置A時(shí)，等效電路如下圖丙所示；

并聯(lián)電路的總電阻R并= R1 R2/( R1+R2 )= 121Ωⅹ55Ω/(121Ω+55Ω)=(605/16)Ω

電熱器產(chǎn)生的熱量Q＝U2t/R =(220V)2ⅹ5ⅹ60s / (605/16)Ω=3.84ⅹ105J.

考點(diǎn)：電路分析；電阻的串并聯(lián)；電功率