Question

10．如表是一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂均為電熱絲，當(dāng)開關(guān)S閉合時，處于高溫檔，開關(guān)S斷開時處于低溫檔．求：

額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1210W
	低溫檔	440W

（1）電烤箱在低溫檔正常工作15分鐘時所消耗的電能；
（2）電烤箱低溫檔正常工作時R₂的電阻是多少？
（3）假設(shè)在用電高峰時，電烤箱高溫檔工作時的實際功率為1000W，此時電烤箱工作時的實際電壓是多少？

Answer 1

分析 （1）知道電烤箱在低溫檔時的額定功率，又知道電烤箱正常工作，其實際功率等于額定功率，根據(jù)W=Pt求出電烤箱在低溫檔正常工作15分鐘時所消耗的電能；
（2）知道電烤箱的高溫檔和低溫檔功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式分別求出R₁的阻值和電路總電阻，進(jìn)而得出電烤箱低溫檔正常工作時R₂的電阻；
（3）知道電烤箱的實際功率和電阻R₁的阻值，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求出電烤箱工作時的實際電壓．

解答 解：（1）由表格可知，電烤箱在低溫檔正常工作時的功率P_低溫=440W，
工作時間t=15min=900s，
W=P_低溫t=440W×900s=3.96×10⁵J．
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合時，只有電熱絲R₁工作，電阻較小，功率較大，所以處于高溫檔位，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電熱絲R₁阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω，
當(dāng)開關(guān)S斷開時，R₁和R₂串聯(lián)，電阻較大，功率較小，所以處于低溫檔位，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電路總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點可知，電烤箱低溫檔正常工作時R₂的電阻：
R₂=R-R₁=110Ω-40Ω=70Ω；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電烤箱工作時的實際電壓：
U_實=$\sqrt{{P}_{實}{R}_{1}}$=$\sqrt{1000W×40Ω}$=200V．
答：（1）電烤箱在低溫檔正常工作15分鐘時所消耗的電能為3.96×10⁵J；
（2）電烤箱低溫檔正常工作時R₂的電阻是70Ω；
（3）假設(shè)在用電高峰時，電烤箱高溫檔工作時的實際功率為1000W，此時電烤箱工作時的實際電壓是200V．

點評 本題考查了電功公式和電功率公式的靈活應(yīng)用，會比較開關(guān)閉合、斷開時電路中總電阻的大小關(guān)系是關(guān)鍵，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．