Question

小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率．内部简化电路图如图所示，开关S1可分别与触点a、b接触．

Answer 1

解题思路：（1）电烤箱的电压一定，由P=

U

2

R

可知电阻越大，功率越小；利用开关的闭合情况判断出此时电路的连接方式，分析出电烤箱处于什么档位；

（2）电烤箱在高档位工作时的电阻最小，即两电阻并联时正好在高档位工作，利用W=

U

2

R

t计算6min内消耗的电能．

（1）当开关S₁置于b端、S₂断开时，由图可知两电阻串联，此时总电阻最大为R₁与R₂的和，由发热功率公式P=

U2

R可知电阻越大，功率越小，因此电烤箱处于低档位；

（2）如果电烤箱在高档位工作，必须开关S₁置于a端、S₂闭合，此时R₁与R₂并联；

电路总电阻：R_总=

R1R2

R1+R2=[48.4Ω×96.8Ω/48.4Ω+96.8Ω]≈32.3Ω；

加热6min，消耗的电能为：W=

U2

R总t=

(220V)2

32.3Ω×6×60s≈5.4×10⁵J．

答：（1）当开关S₁，置于b端、S₂断开时，电烤箱处于低档位；

（2）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为5.4×10⁵J．

点评：

本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查电功率、电阻、消耗的电能等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析开关断开与闭合时电路的连接情况，本题的重点是分析出电阻串联时电功率最小，电阻并联时电功率最大．