Question

（2008第18届全国初中应用物理知识竞赛）如图l 3是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R₁=60Ω和R₂=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，—— 9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答：

（1）这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置；

（2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。

Answer 1

解：（1）有五个档位：A档：当旋纽上的箭头指向图中位置A或F时；B档：当旋纽上的箭头指向图中位置B或G时；C档：当旋纽上的箭头指向图中位置C或H时；D档：当旋纽上的箭头指向图中位置D或I时；E档：当旋纽上的箭头指向图中位置E或J时。

（2）A档：R₁、R₂并联连入电路，电路的总电阻最小，为最大功率档

         P₁=U²/R₁+ U²/R₂= 220²/60W+220²/120W =1210W。

     B档：只有R₁接入电路，为较大功率档P₂=U²/R₁=220²/60W=806.7W。

     C档：R₁、R₂串联连入电路，电路的总电阻最大，为最小功率档，

       R= R₁+R₂=60Ω+120Ω=180Ω， P₃=U²/R=220²/180W=268.9W。

     D档：只有R₂接入电路，为较小功率档，P₄=U²/R₂= 220²/120W =403.3W。

     E档：空挡，接此档时功率为零。