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

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=44Ω，R2=88Ω，电源电压保持不变．请分析和解答以下问题：（1）画出低、中、高三个档位的等效电路图，并注明是什么档位．（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少瓦特？（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热1min，消耗的电能为多少焦耳？

Answer 1

（1）当开关S₁置于a端、S₂闭合时，由图可知两电阻并联，根据电阻的并联可知：此时总电阻最小，由发热功率公式P=

U2

R

可知电阻越小，功率越大，因此电烤箱处于高档位；如图：

当开关S₁置于b端、S₂闭合时，由图可知只有R₁连入，由发热功率公式P=

U2

R

可知，因此电烤箱处于中档位；如图：

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；如图：

（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：P₁=

U2

R1

=

(220V)2

44Ω

=1100W；
（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；
R₂的功率P₂=

U2

R2

=

(220V)2

88Ω

=550W；
∴P=P₁+P₂=1100W+550W=1650W，
W=Pt=1650W×60s=9.9×10⁴J；
答：（1）图略；（2）中档位工作时发热功率为1100W；（3）高档位工作时，对食物加热1min，消耗的电能为9.9×10⁴J．