Question

小丽同学在学完电学后，设计了一个保温箱电路，如图所示，图中的A为温度传感器（达到设定温度时，它自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路，它的作用相当于开关），S为温度档位设定开关，她设定了三个档：4O℃、5O℃、6O℃，加热功率分别为45W、72W、9OW．电源电压是36V，且保持不变，R₁、R₂、R₃都是发热体．
（1）当S拨至位置1时，加热功率是多少？R₁的阻值是多少？
（2）S拨至位置3时，电路中的电流是多少？
（3）当S拨至位置2时，请你列出与此时电路有关的两个未知物理量并解答．

Answer

（1）开关接1时，电路电阻最小，只有R1一个电阻接入电路．根据公式 可知：保温箱电路处于“高”档位工作时，电路消耗功率最大，电阻R1可用公式R=计算．
（2）开关接3时，三个电阻串联，电路电阻最大时，根据公式 可知保温箱电路处于“低”档位，功率最小．电流可用公式I=计算．
（3）开关接2只有电阻R1和R2串联接入电路，电路电阻适中，保温箱电路处于“中”档位时，根据公式 可以求出此时电路电流和R1和R2串联后的总电阻．
【解析】
（1）开关接1时，电路电阻最小，只有R1一个电阻接入电路．根据公式 可知：保温箱电路处于“高”档位工作时，电路消耗功率最大为P大=90W，
        R1===14.4Ω．
（2）开关接3时，三个电阻串联，电路电阻最大时，根据公式 可知保温箱电路处于“低”档位，功率最小为：P小=45W，则电流I小===1.25A；
（3）开关接2只有电阻R1和R2串联接入电路，电路电阻适中，根据公式 可知：保温箱电路处于“中”档位，功率为P中=72W，此时可以求出电路电流和R1和R2串联后的总电阻：
  I中===2A，R串===18Ω．
答：（1）当S拨至位置1时，加热功率是90W，R1的阻值是14.4Ω；
（2）S拨至位置3时，电路中的电流是1.25A；
（3）当S拨至位置2时，可以求出电路电流 I中为2A，和R1和R2串联后的总电阻R串=18Ω．