Question

【題目】在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，同學(xué)們嘗試“設(shè)計(jì)電路和編制習(xí)題”，老師提供了以下器材：電源、兩個(gè)“12V 18W”的電阻和若干開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線．

（1）小虎第一個(gè)完成設(shè)計(jì)，他設(shè)計(jì)的電路如圖所示．他編制的試題是：“在如圖a所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S1，通電5min產(chǎn)生多少熱量？”請(qǐng)你解答此題；

（2）小華思考一會(huì)兒，設(shè)計(jì)了能提供兩種功率工作的電路．編制的試題是：“在小虎設(shè)計(jì)的電路上再加一個(gè)開(kāi)關(guān)，使電路能以兩種功率工作，其大、小功率之比是 ．”

請(qǐng)你在圖a中完成小華的設(shè)計(jì)，并將電路大、小功率之比填入空格中．

（3）小明經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考后，用了三個(gè)開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)了能提供三種功率工作的電路．請(qǐng)你在圖b的方框內(nèi)，畫出小明所設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

【答案】（1）2.7×103J

（2）2：1

（3）如圖所示：

【解析】試題分析：（1）根據(jù)電功的計(jì)算公式W=UIt求出電阻產(chǎn)生的熱量；

（2）將開(kāi)關(guān)與一個(gè)電阻并聯(lián)，然后根據(jù)求出功率的大小，然后求出兩次功率之比即可；

（3）使電路中的總電阻不同，即讓一個(gè)電阻工作，另一個(gè)電阻短路或斷路；使兩個(gè)電阻串聯(lián)；使兩個(gè)電阻并聯(lián)．

已知：U=12V，P=18W，t=5min

求：Q

解：（1）電阻的阻值：

R===8Ω

通過(guò)電阻的電流：

I==0.75A

電路通電5min產(chǎn)生的熱量：

Q=I2R串t=（0.75A）2×2×8Ω×60s×5=2.7×103J

（2）如圖所示：

使開(kāi)關(guān)S2與R2并聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)電路中的功率為：

當(dāng)開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí)，電路中的功率為：

所以P1：P2=2：1

（3）如圖所示：