Question

小麗同學在學完電學后，設計了一個保溫箱電路，如圖所示，圖中的A為溫度傳感器（達到設定溫度時，它自動斷開電路，低于設定溫度時，自動接通電路，它的作用相當于開關），S為溫度檔位設定開關，她設定了三個檔：4O℃、5O℃、6O℃，加熱功率分別為45W、72W、9OW．電源電壓是36V，且保持不變，R₁、R₂、R₃都是發(fā)熱體．
（1）當S撥至位置1時，加熱功率是多少？R₁的阻值是多少？
（2）S撥至位置3時，電路中的電流是多少？
（3）當S撥至位置2時，請你列出與此時電路有關的兩個未知物理量并解答．

Answer 1

解：（1）開關接1時，電路電阻最小，只有R₁一個電阻接入電路．根據公式 可知：保溫箱電路處于“高”檔位工作時，電路消耗功率最大為P_大=90W，
R₁===14.4Ω．
（2）開關接3時，三個電阻串聯(lián)，電路電阻最大時，根據公式 可知保溫箱電路處于“低”檔位，功率最小為：P_小=45W，則電流I_小===1.25A；
（3）開關接2只有電阻R₁和R₂串聯(lián)接入電路，電路電阻適中，根據公式 可知：保溫箱電路處于“中”檔位，功率為P_中=72W，此時可以求出電路電流和R₁和R₂串聯(lián)后的總電阻：
I_中===2A，R_串===18Ω．
答：（1）當S撥至位置1時，加熱功率是90W，R₁的阻值是14.4Ω；
（2）S撥至位置3時，電路中的電流是1.25A；
（3）當S撥至位置2時，可以求出電路電流 I_中為2A，和R₁和R₂串聯(lián)后的總電阻R_串=18Ω．
分析：（1）開關接1時，電路電阻最小，只有R₁一個電阻接入電路．根據公式 可知：保溫箱電路處于“高”檔位工作時，電路消耗功率最大，電阻R₁可用公式R=計算．
（2）開關接3時，三個電阻串聯(lián)，電路電阻最大時，根據公式 可知保溫箱電路處于“低”檔位，功率最小．電流可用公式I=計算．
（3）開關接2只有電阻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，根據公式 可以求出此時電路電流和R₁和R₂串聯(lián)后的總電阻．
點評：本題考查保溫箱電路的連接，在開關連接不同觸點時電路處于不同狀態(tài)下電功率的計算和相關物理量的計算，關鍵是會判斷開關不同連接時電路的連接情況．