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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R1=10

问题描述:

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R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:
(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少?
(2)S1断开,S2、S3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?

网友答案:
解:(1)当只闭合S3时,两电阻串联,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I===0.15A;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,电路为R2的简单电路,通电5min电路消耗的电能:
W=t=×5×60s=360J;
(3)当S1、S2断开,S3闭合时,两电阻串联,此时电路的总功率最小,
Pmin===0.9W,
当S1、S2闭合,S3断开时,两电阻并联,此时电路中的总功率最大,
∵并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
∴R并===
Pmax===4.8W,
==
答:(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是0.15A;
(2)S1断开,S2、S3闭合时,通电5min电路消耗的电能是360J;
(3)该电路的最大功率和最小功率之比是16:3.
解析分析:(1)当S1、S2断开,S3闭合时,两电阻串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,电路为R2的简单电路,根据W=t求出通电5min电路消耗的电能;
(3)当S1、S2断开,S3闭合时,两电阻串联,此时电路的总功率最小,根据P=求出其大小;当S1、S2闭合,S3断开时,两电阻并联,此时电路中的总功率最大,根据电阻的并联特点求出电路中的总电阻,再根据P=求出其大小;进一步得出该电路的最大功率和最小功率之比.

点评:本题考查了串联电路特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电路最大、最小电功率的判断.
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