Question

13．有一种高中低三档家用电火锅，发热体由两个阻值相同的电热丝组成，电路如图所示，当使用中档时，发热功率为600W，该电火锅使用低档时S₁、S₂的开、闭情况如何？低档的发热功率为多少W？

Answer 1

分析 由题意可知，发热体由两个阻值相同的电热丝组成，这两个电阻可以有三种方式接入电路：一个电阻单独接入电路，两个电路并联或串联接入电路；
电源电压不变，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和电阻的串并联规律可知：两个电阻并联，总电阻最小，发热功率最大，高档；两个电阻串联，总电阻最大，发热功率最小，低档；单独一个电阻接入电路，中档．

解答 解：由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在电压U一定时，电路总电阻R越大，电功率越小，
当两电阻串联接入电路时，电火锅电功率最小，处于低温档，
只有一个电阻接入电路时，电火锅处于中温挡，
两电阻并联时，电火锅功率最大，处于高温挡，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，一个电阻的阻值：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{中温}}$=$\frac{（220V）^{2}}{600W}$=$\frac{242}{3}$Ω，
由图示电路图可知，S₁断开、S₂接b时两电阻串联接入电路，
电火锅电功率最小，处于低温档，低温档功率：
P_低温=$\frac{{U}^{2}}{2R}$=$\frac{（220V）^{2}}{2×\frac{242}{3}Ω}$=300W；
答：S₁断开、S₂接b时电火锅处于低温档，低温档功率为300W．

点评 本题考查电功率的计算及其公式的应用，难点是判断电饭锅的工作电路，中档时单独一个电阻接入电路，高档两个电阻并联，低档两个电阻串联，解题关键是知道串联、并联电阻的规律．