中文谷小明設計了一個三個檔位達到電火鍋，其內部結構如圖所示，R1、R2爲電熱絲，R3爲電位器（圖中用變阻器表示），通...
- 習題庫
- 關注：1.05W次
問題詳情：
小明設計了一個三個檔位達到電火鍋，其內部結構如圖所示，R1、R2爲電熱絲，R3爲電位器（圖中用變阻器表示），透過控制開關S1、S2、S3的通斷可使電火鍋在三個不同的檔位工作，其中檔位Ⅰ、Ⅱ功率較小，功率大小可透過電位器調節；檔位Ⅲ功率爲最大且不可調節．
（1）說明此電路處於最大電功率檔時，需要閉合的開關．
（2）爲使此電火鍋在電壓不足的山區使用，小明按以下要求進行設計：當電壓200V，最大功率2000W；只閉合S1時電路處於檔位Ⅰ，功率可以從200W調節到400W，請按上述要求計算出滿足要求的電熱絲R1的阻值和電位器的最大電阻值R3．
（3）只閉合開關S2時，電路處於檔位Ⅱ，請計算處於這個檔位時流過電阻絲R2的電流的變化範圍．
【回答】
（1）由電路圖*可知，當開關S1、S2、S3閉合時，R1、R2並聯，電路中的電阻最小；根據
可知，此電路處於最大電功率檔；………………………3分
（2當只閉合S1，電路狀態如圖乙所示：
若R3處於阻值爲零處時，檔位Ⅰ功率爲最大值：
W
解得：
…………………………………………………………2分
若
處於阻值最大處時，檔位Ⅰ功率爲最小值：
W
解得：
…………………………………………………2分
（3）當
、
、
都閉合時，電路的功率爲最大值：
W
將
代入得：
……………………2分
當只閉合
時，如圖*所示:
若
處於阻值爲零處時，流過電阻絲
的電流最大：
……………………2分
若
處於阻值最大處時，流過電阻絲
的電流最小：
……………………2分
電流的變化範圍約爲0.55A—8A……………………1分
【解析】
（1）由電路圖可知，當開關S1，S2，S3閉合時，R1、R2並聯，電路中的電阻最小；
根據
可知，此電路處於最大電功率檔；（2）當只閉合S1，電路狀態如下圖所示：
若R3處於阻值爲零處時，檔位I功率爲最大值：
， 解得：R1=100Ω， 若R3處於阻值最大處時，檔位I功率爲最小值：
， 解得：R3=100Ω； （3）當S1，S2，S3都閉合時，電路的功率爲最大值：
， 將R1=100Ω代入得：R2=25Ω； 當只閉合S2時，如下圖所示：
若R3處於阻值爲零處時，流過電阻絲R2的電流最大：
； 若R3處於阻值最大處時，流過電阻絲R2的電流最小：
； 電流的變化範圍約爲1.6A～8A． 答：（1）此電路處於最大電功率檔時，應閉合的開關是S1，S2，S3； （2）滿足要求的電熱絲R1的阻值爲100Ω，電位器的最大電阻值R3爲100Ω； （3）只閉合開關S2時，電路處於檔位Ⅰ、Ⅱ時，流過電阻絲R2的電流的變化範圍爲1.6A～8A．
知識點：歐姆定律
題型：計算題
- 文章版權屬於文章作者所有，轉載請註明 https://zhongwengu.com/zh-hant/exercises/wjomp6.html
