分析 (1)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电阻最小时,电功率最大,结合电阻的串并联判断闭合什么开关时电路中电阻最小;
(2)当只闭合S1时,滑动变阻器R3与R1串联,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,当R3接入电路的电阻为零时,档位I功率为最大值400W;当R3处于阻值最大处时,档位I功率为最小值100W;根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和电阻的串联求出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值;
(3)当S1,S2,S3都闭合时,电路的功率为最大值,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$结合电压200V、最大功率1000W求出R2的阻值;当只闭合开关S2时,R2、R3串联,若R3处于阻值为零处时流过电阻丝R2的电流最大,若R3处于阻值最大处时流过电阻丝R2的电流最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出最大和最小电流,即可得出处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围.
解答 解:①由电路图可知,当开关S1、S2、S3闭合时,R1、R2并联,电路中的电阻最小;
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,此电路电功率最大,电路处于最高档Ⅲ;
②当只闭合S1,电路状态如下图所示:
若R3处于阻值为零处时,档位I功率为最大值:
P1max=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{(200V)^{2}}{{R}_{1}}$=400W,
解得:R1=100Ω,
若R3处于阻值最大处时,档位I功率为最小值:
P1min=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$=$\frac{{(200V)}^{2}}{100Ω+{R}_{3}}$=100W,
解得:R3=300Ω;
③当S1,S2,S3都闭合时,电路的功率为最大值:
Pmax=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{并}}$=$\frac{(200V)^{2}}{\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=1000W,
将R1=100Ω代入得:R2=$\frac{200}{3}$Ω≈66.67Ω;
当只闭合S2时,如下图所示:
若R3处于阻值为零处时,流过电阻丝R2的电流最大:
Imax=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{200V}{\frac{200}{3}Ω}$=3A;
若R3处于阻值最大处时,流过电阻丝R2的电流最小:
Imin=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{3}}$=$\frac{200V}{\frac{200}{3}Ω+300Ω}$≈0.55A;
电流的变化范围约为0.55A~3A.
答:(1)S1、S2、S3;
(2)满足要求的电热丝R1的阻值为100Ω,电位器的最大电阻值R3为300Ω;
(3)只闭合开关S2时,电路处于档位Ⅰ、Ⅱ时,流过电阻丝R2的电流的变化范围为0.55A~3A.
点评 本题考查了串联电路和并联电路特点和欧姆定律的应用,关键是电功率公式的灵活运用和画出等效电路图,难点是根据电功率公式分析电火锅的档位.
科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | L1短路 | B. | L2短路 | C. | L1断路 | D. | L2断路 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 两灯是串联连接的 | B. | 流过L1的电流是 0.6A | ||
C. | 流过L2的电流是2.6A | D. | 干路电流是3.2A |
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