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    4．如表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清，电热水器内部简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝）
    XX牌电热水器
    额定电压220V
    额定功率高温档
    中温档5A
    低温档2A
    电源频率50Hz
    （1）两个开关分别处于什么状态时，电热水器处于低温档？为什么？
    （2）电热水器处于中温档工作时，消耗的电功率是多少？通电10min产生的热量是多少？
    （3）若不考虑电热丝随温度的变化，则电阻R1和R2阻值分别为多少？
    （4）求高温档正常工作时的额定电流．

    分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析当电压一定时，电阻越大，功率越小；当电阻越小时，功率越大；
    （2）利用P=UI求出中温档时的功率；利用W=Pt求出产生的热量；
    （3）由电路图可知，当S1断开，S2接a时，两电阻串联，电路中电阻最大，功率最小处于低温档，求出两电阻串联总电阻；当S1闭合，S2接a时，只有R2接入电路，R1被短路，此时处于中温度档，求出R2，联系串联求出R1；
    （4）当S1闭合，S2接b时，两电阻并联，电路中电阻最小，当电压一定时，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，功率最大，处于高温档，利用并联电流特点求出高温档时的电流．

    解答 解：
    （1）当开关S1断开，S2接a时，电阻R1、R1，串联接入电路，电路电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当电压一定时，电功率最小，电路处于低温档，所以功率最小，为低温档．
    （2）中温档消耗的功率为：P中=UI中=220V×5A=1100W；
    通电10min产生的热量为：Q=W=P中t=1100W×10×60s=6.6×105J；
    （3）由电路图可知，当S1断开，S2接a时，两电阻串联，电路中电阻最大，功率最小处于低温档，由此可得：
    $\frac{220V}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=2A    ①
    当S1闭合，S2接a时，只有R2接入电路，R1被短路，此时处于中温度档，则由题意可得：
    $\frac{220V}{{R}_{2}}$=5A    ②
    由①②可得：
    R1=66Ω
    R2=44Ω；
    （4）由电路图可知，当S1闭合，S2接b时，两电阻并联，电路中电阻最小，当电压一定时，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，功率最大，处于高温档，
    因此电路中总电流为：I=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{220V}{66Ω}$+$\frac{220V}{44Ω}$≈8.33A．
    答：（1）当开关S1断开，S2接a时，电阻R1、R1，串联接入电路，电路电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当电压一定时，电功率最小，电路处于低温档，所以功率最小，为低温档．
    （2）电热水器处于中温档工作时，消耗的电功率是1100W；通电10min产生的热量是6.6×105J；
    （3）若不考虑电热丝随温度的变化，则电阻R1和R2阻值分别为66Ω、44Ω；
    （4）高温档正常工作时的额定电流8.33A．

    点评 此题主要借助于电热水器考查学生对于电功率和电路连接特点的理解和掌握，分析电路是解题关键．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    （3）保持人耳到音叉的距离不变，用橡皮槌用力敲击甲音叉，可以看到小球被乙音叉弹开一个较大的角度，并听到较大的声音．
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