Question

取暖器是常见的家用电器之一．某取暖器的面板上有两个旋转开关S₁和S₂，如图甲所示．其工作状态有两种--弱档和强档，分别如图乙和图丙所示．

若要使取暖器工作时处于“弱档”状态，需要将开关S₁和S₂分别旋至“弱”和“开”．开关S₁有两个触点，通过开关的旋转可以分别实现不连通、连通电热丝R₁和同时连通电热丝R₁、R₂来实现不同的工作状态，S₁的结构及旋转时连接方式的简图如下：
 
（1）根据开关S₁和S₂对电路的控制，在方框内画出该取暖器的电路图（各元件符号如下）．

（2）该取暖器倾倒时不能工作，重新竖立于地板上时又能工作．其奥秘在取暖器的底部，如右图：取暖器的底部有一个伸出塑料外壳的塑料杆，当取暖器放置在水平地面时，塑料杆会被顶起，接通顶部的开关；而当取暖器倾倒时，塑料杆底部不受力，在弹簧的作用下使顶部的开关断开，此时取暖器便不再工作．该装置起到了“自动开关”的作用．若该开关记作S₃，则S₃应该如何接入你所画的电路中？______．
A．串联在干路中    B．和R₁串联
C．和R₂串联        D．并联在电源两端
（3）“自动开关”S₃接入的目的是______．
（4）已知电热丝R₁和R₂的阻值均为110欧，计算该取暖器接入220伏的照明电路正常工作并处于强档时的电功率．

Answer

（1）根据题干中“开关S1有两个触点，通过开关的旋转可以分别实现不连通、连通电热丝R1和同时连通电热丝R1、R2来实现不同的工作状态”，确定两个电阻为并联，按画电路图要求用元件符号表示电路连接方式．
（2）取暖器有两个发热电阻，当底部开关S3断开时，取暖器不能工作，因此S3只能是串联在干路上才能起到作用．
（3）当取暖器倾斜时，电路仍然工作，很容易点燃易燃物，引起火灾；有了自动开关S3之后，就可以不必担心了．
（4）根据电功率的知识，两个电阻并联接入时发热功率最大，根据并联电阻的特点，用公式P=分别计算出每个电阻的功率，再用P总=P1+P2计算出电路的总功率．
【解析】
（1）由题意，两电阻并联，开关S2做总开关，档位开关S1控制档位切换，电路如下图所示：

（2）根据题意“该取暖器倾倒时不能工作，重新竖立于地板上时又能工作”，可知自动开关S3可以控制取暖器是否工作；
A、S3串联在干路中，可以控制整个电路，符合题意；
B、S3和R1串联，只能控制电阻R1，不能控制电阻R2，当档位开关S1置于强档时，电阻丝R2仍能工作，不符合题意；
C、S3和R2串联，只能控制电阻R2，不能控制电阻R1，当档位开关S1置于低档或强档时，电阻丝R1仍能工作，不符合题意；
D、S3并联在电源两端，当它闭合时，会造成电源短路，这是错误的，不符合题意．
答：选A．
（3）自动开关接入后，在取暖器倾倒时自动切断电路，取暖器的电热丝不工作，有效防止了取暖器接触可燃物而引起火灾，起到了安全作用．
答：“自动开关”S3接入的目的是在取暖器倾倒时自动切断电路，防止引起火灾．
（4）处于强档时，电热丝R1和R2并联，R1和R2的阻值均为110欧，
∴它们消耗的功率P1=P2===440W
取暖器强档时的功率等于两电阻功率之和：P总=P1+P2=440W+440W=880W
答：该取暖器接入220伏的照明电路正常工作并处于强档时的电功率为880W．