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小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率.如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触.已知:R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,电源电压保持不变.请分析和解答以下问题

题目详情
小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率.
如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触. 已知:R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,电源电压保持不变.请分析和解答以下问题:

(1)当开关S1,置于b端、S2断开时,电烤箱处于什么档位?简述理由
(2)电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)当开关S1置于b端、S2断开时,由图可知两电阻串联,此时总电阻最大为R1与R2的和,由发热功率公式P=
U2
R
可知电阻越大,功率越小,因此电烤箱处于低档位;
(2)如果电烤箱在中档位工作,必须开关S1置于b端、S2闭合,此时电路中只接入R1
此时的发热功率为:P=
U2
R
=
(220V)2
48.4Ω
=1000W;
(3)如果电烤箱在高档位工作,必须开关S1置于a端、S2闭合,此时R1与R2并联;
电路总电阻:R=
48.4Ω×96.8Ω
48.4Ω+96.8Ω
≈32.3Ω;
加热6min,消耗的电能为:W=
U2
R
t=
(220V)2
32.3Ω
×6×60s=5.4×105J;
答:(1)当开关S1置于b端、S2断开时,是低档位;(2)中档位工作时发热功率为1000W;
(3)高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为5.4×105J.
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