Question

在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线．

（1）小虎第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的试题是：“在如图a所示的电路中，闭合开关S₁，通电5min产生多少热量？”请你解答此题；

（2）小华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路．编制的试题是：“在小虎设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是      ．”

请你在图a中完成小华的设计，并将电路大、小功率之比填入空格中．

（3）小明经过认真思考后，用了三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路．请你在图b的方框内，画出小明所设计的电路图．

Answer

（1）2.7×103J

（2）2：1

（3）如图所示：

【解析】

试题分析：（1）根据电功的计算公式W=UIt求出电阻产生的热量；

（2）将开关与一个电阻并联，然后根据求出功率的大小，然后求出两次功率之比即可；

（3）使电路中的总电阻不同，即让一个电阻工作，另一个电阻短路或断路；使两个电阻串联；使两个电阻并联．

已知：U=12V，P=18W，t=5min

求：Q

【解析】
（1）电阻的阻值：

R===8Ω

通过电阻的电流：

I==0.75A

电路通电5min产生的热量：

Q=I2R串t=（0.75A）2×2×8Ω×60s×5=2.7×103J

（2）如图所示：

使开关S2与R2并联，当开关S2闭合时电路中的功率为：

当开关S2断开时，电路中的功率为：

所以P1：P2=2：1

（3）如图所示：

【点评】会设计串并联电路，会灵活应用欧姆定律和电功的计算公式，会灵活应用功率的计算公式．