Question

（10分）生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不

（10分）生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R 1 =10Ω，R 2 =30Ω，请计算: （1）S 1 、S 2 断开，S 3 闭合时，电路中的电流是多少?（2） S 1 断开，S 2 、S 3 闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少?（3）该电路的最大功率和最小功率之比是多少?

Answer 1

（1）0.15A，（2）360J，（3）16∶3

试题分析：（1） S 1 、S 2 断开，S 3 闭合时， R 1 和R 2 串联在电路中。已知R 1 与R 2 的电阻可求出电路中的总电阻，再根据电源电压求出电路中的电流： R 串 ＝R 1 +R 2 ＝10Ω+30Ω＝40Ω （2）当断开S 1 ，S 2 、S 3 闭合时，只有R 2 接入电路中。已知R 2 的电阻，电源电压和通电时间可用 求出电路消耗的电能： （3）因为电源的电压是不变的，根据公式 可知：在电路中总电阻最小时，总功率最大，总电阻最大时，总功率最小。电阻并联相当于增加了导体的横截面积，总电阻会变小，电阻串联相当于增大了导体的长度，总电阻会变大。 当R 1 和R 2 并联在电路中时，电路中的总电阻电小，电路的总功率最大， ， 当R 1 和R 2 串联在电路中时，总电阻最大，电路的总功率最小， R 串 =R 1 +R 2 =10Ω+30Ω=40Ω，