Question

物理小组的同学们制作了一个多挡位电热器。电热器中的R₁、R₂、R₃为三根电热丝，其中电热丝R₁的功率随电流变化的图象如图甲所示。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入图乙所示的电路中（电源两端电压不变）。在开关S₁、S₂都断开或都闭合所形成的两个电路状态中，电压表示数之比为1：8。电热丝R₂消耗的最大功率和最小功率之比为 4：1，电流表的最大示数为1.9A。求：
（1）电热丝R₃的阻值；
（2）电源两端的电压；
（3）这个电热器在不同挡位的电功率分别是多少瓦？

 

Answer 1

解：正确画出电路示意图。

（1）由图可知：R₁=P₁/I₁²=1W/（0.1A）²=100Ω，
由图甲、图乙可得： U₁/U=1/8，U₁=U，，
U₂/U=，U₂=U，U₃=U，
R₁：R₂：R₃= U₁：U₂：U₃==1：3：4，
R₃= 300Ω；
（2）当开关都闭合时，电流表示数最大为1.9 A，则
=12：3：4，
I₁=1.2 A， U=I₁R₁ =1.2 A×100 Ω=120 V ，
（3）当开关都闭合时，
，
当开关都断开时，
，
当只闭合S₁时，P_3挡=U²/R₃=（120V）²/300Ω=48W，
当只闭合S₂时，
P_4挡=U²/R₁=（120V）²/100Ω=144W。