Question

有一台热水器，内部简化电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝．R₁=100Ω，R₂=10Ω．

（1）如何控制S₁和S₂，使热水器处于高温档；

（2）求中温档正常工作时热水器的功率；

（3）低温档正常工作10min内电热丝产生的热量．

Answer

（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；

（2）中温档正常工作时热水器的功率为484W；

（3）低温档正常工作10min内电热丝产生的热量为2.64×105J

【解析】

试题分析：（1）根据公式P=可知，加热时电路的总电阻较小，再根据并联电路的电阻特点判断电路中电阻的大小关系，从而可以判断出电热水器处于处于什么状态；

（2）先根据P=判断出电路处于中温档时电路的结构，然后根据P=求出中温档正常工作时热水器的功率；

（3）先根据P=判断出电路处于低温档时电路的结构，然后根据Q=t求出低温档正常工作10min电热丝产生的热量．

【解析】
（1）由P=可知，电阻越小，功率越大；

当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，功率最大，热水器处于高温档；

（2）由P=可知，只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温档；

此时电路的功率：P中===484W；

（3）由P=可知，当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，热水器处于低温档；

此时热水器正常工作10min内电热丝产生的热量：Q=t=×10×60s=2.64×105J．

答：（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；

（2）中温档正常工作时热水器的功率为484W；

（3）低温档正常工作10min内电热丝产生的热量为2.64×105J．