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

Question

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？

Answer 1

（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_总=(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．