Question

小明家買了一臺(tái)電烤箱，有低、中、高溫三個(gè)檔位的發(fā)熱功率．如圖是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，開關(guān)S₁可分別與觸點(diǎn)a、b接觸．已知：兩根電熱絲R₁=44Ω，R₂=44Ω，電源電壓220V保持不變．請(qǐng)分析和解答以下問(wèn)題：
（1）當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂斷開時(shí)，電路中的電流是多少？
（2）當(dāng)開關(guān)S₁置于a端、S₂合上時(shí)，電路的總電阻是多少？
（3）當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂合上時(shí)，電烤箱處于什么檔位？此時(shí)電烤箱對(duì)食物加熱5min，消耗的電能為多少？
（解答要求：要寫出依據(jù)的主要公式或變形公式．要有數(shù)據(jù)代入和運(yùn)算結(jié)果）

Answer 1

分析：（1）當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電源電壓已知，可求電流．
（2）當(dāng)開關(guān)S₁置于a端、S₂合上時(shí)，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)公式可求并聯(lián)電阻．
（3）當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂合上時(shí)，電路中只有R₁=44Ω，此時(shí)電阻大于并聯(lián)電阻，小于串聯(lián)電阻，所以為中檔．根據(jù)電壓、電阻和通電時(shí)間求消耗電能．

解答：解：（1）電源電壓為U
I=

U

R1+R2

=

220V

44Ω+44Ω

=2.5A，
答：電路中的電流是2.5A．
（2）

1

R總

=

1

R1

 + 

1

R2

=

1

44Ω

+

1

44Ω

R_總=22Ω
答：電路的總電阻是22Ω．
（3）當(dāng)開關(guān)S₁置于b端、S₂合上時(shí)，電路中只有R₁=44Ω，此時(shí)電阻大于并聯(lián)電阻，小于串聯(lián)電阻，所以為中溫檔，
Q=

U2

R1

t=

(220V)2

44Ω

×5×60S=3.3×105J
答：電烤箱處于中檔位，電烤箱對(duì)食物加熱5min，消耗的電能為3.3×10⁵J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電路電流的計(jì)算，并聯(lián)電阻的計(jì)算以及消耗電能的計(jì)算．關(guān)鍵是分析開關(guān)閉合與斷開時(shí)電路的連接情況．