Question

在學校創新比賽中，小亮同學設計了一個多檔位的家用電熱水器。圖甲是他設計的電熱水器的工作電路圖，圖中R1和R2是兩根電熱絲。他設計的換檔開關如圖乙所示，換檔開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣共有10個金屬觸點（在圖乙中用“○”表示，“○”中標有1、2、3、4編號，編號相同的觸點已用導線連接）；旋鈕可以繞中心軸O轉動，兩端各有一個金屬滑片，轉動旋鈕可以將相鄰的兩個觸點連通。例如，圖乙中，旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，此時，箭頭一端的金屬滑片將1、2兩觸點連通，同時另一端的金屬滑片也將3、4兩觸點連通。當旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時，可以實現四檔加熱功率。他設計的四檔加熱功率如下表所示：

 

加熱檔位	1	2	3	4
加熱功率/W	1100		440

 

 

 

（計算結果若除不盡，均保留一位小數）

（1）如果要實現旋鈕沿某個方向轉動時，加熱功率依次遞減或遞增，請寫出旋鈕上的箭頭分別指向A、B、C、D四個位置時，各對應加熱功率的哪一個檔位？并畫出對應的等效電路圖。

（2）電熱絲R1和R2的阻值各是多少？

（3）當旋鈕在加熱檔位2和4時，對應的加熱功率各是多大？

 

Answer 1

（1）旋鈕A對應4檔， B對應3檔，C對應2檔，D對應1檔。功率依次遞增。

（2），

（3）P2=660W,P4=264W

【解析】

試題分析：（1）電熱水器中有兩個加熱電阻R1和R2，根據 可知，在電壓一定時，電功率與電阻成反比。根據電流的走向先畫出等效電路圖依次分別如下圖中A、B、C、D所示：

根據分析可知旋鈕A對應4檔， B對應3檔，C對應2檔，D對應1檔。功率依次遞增。

（2）檔位1是R1與R2并聯在電路中，P1=1100W，即檔位2和檔位3的功率之和。

檔位2對應的功率：P2=P1-P3=1100W-440W=660W

根據公式可得，，

（3）檔位4對應的功率：

考點：電功率的計算