Question

小蕊同学观察到生活中的许多电热器都有多个档位，于是他利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻R₁=20Ω.R₂=30Ω，设计了如右图所示的电路来探究电热器的多档位问题。

(1)S₂闭合，S₁、S₃断开时，电路中的电流为_______A；

(2)S₁断开，S₂、S₃闭合时，通电2min电热器做功_______ J；

(3)该电路工作时的最大功率和最小功率之比为________。

Answer

0.2 600 25：6

【解析】

(1)[1]当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：

R串=R1+R2=20Ω+30Ω=50Ω

所以，电路中的电流：

I===0.2A

(2)[2]当S1断开，S2、S3闭合时，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路，通电2min电热器做功：

W==×2×60s=600J

(3)[3]当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据P=U2R可知此时总功率最小，所以，

P最小===2W

当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P=U2R可知此时总功率最大，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以此时的总电阻：

R并===12Ω

该电路工作时的最大功率：

P最大== =W

则：

==