Question

電暖氣是常見的家用電器之一，某電暖氣的電路示意圖如圖甲所示。L₁和L₂是兩個(gè)指示燈，R₁和R₂為電熱絲，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以改變電暖氣的檔位。為避免引起火災(zāi)，使電暖氣被碰倒時(shí)能夠自動(dòng)斷開電路，可以在電路中接入一個(gè)“防傾倒開關(guān)”�！胺纼A倒開關(guān)”及其原理如圖乙所示，在電暖氣的底部有一個(gè)伸出外殼的塑料桿，當(dāng)電暖氣放置在水平地面時(shí)，塑料桿受到地面豎直向上的力而被頂起，接通頂部的觸點(diǎn)。如果電暖氣發(fā)生傾倒，塑料桿底部不受力，在彈簧的作用下頂部觸點(diǎn)斷開，電暖氣便不再工作，該裝置起到了“自動(dòng)開關(guān)”的作用。在某次使用中，電暖氣的旋鈕開關(guān)接到檔位“1”時(shí)，2min消耗的電能是48000J。已知R₁:R₂=4:7，指示燈L₁和L₂的電阻很小可忽略不計(jì)。

（1）“防傾倒開關(guān)”最好應(yīng)安裝在圖甲的電路示意圖中A、B、C、D、E哪一點(diǎn)處；
（2）求電熱絲R₂的阻值；
（3）當(dāng)旋鈕開關(guān)分別置于檔位1和檔位2時(shí)，求此電暖氣的最大和最小功率的比值。

Answer 1

（1）“防傾倒開關(guān)”最好應(yīng)安裝在示意圖中C點(diǎn)處。（2）R₂=77 （3）11:4

解析試題分析：電熱器被碰倒時(shí)火線和零線直接接觸會(huì)出現(xiàn)短路，電流過大，產(chǎn)生熱量會(huì)增多，會(huì)引起火災(zāi)；為了防止短路現(xiàn)象，在電熱器被碰倒時(shí)，切斷火線，“傾倒開關(guān)”要接在火線上。因指示燈的電阻可以忽略不計(jì)，旋鈕開關(guān)接到檔位“1”時(shí)，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)W=t表示出電暖氣2min消耗的電能即可求出兩電阻的阻值之和，再根據(jù)R₁：R₂=4：7即可求出兩電阻的阻值；當(dāng)旋鈕開關(guān)接觸點(diǎn)“2”時(shí)，電路為R₁的簡單電路，此時(shí)電暖氣消耗的功率最大；當(dāng)旋鈕開關(guān)接靜觸點(diǎn)“1”時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻最大，電暖氣消耗的電功率最大，根據(jù)P=即可求出電暖氣的最大和最小功率的比值。
（1）“防傾倒開關(guān)”最好應(yīng)安裝在示意圖中C點(diǎn)處。（2）旋鈕開關(guān)接觸點(diǎn)“1”時(shí)的等效電路如圖答1所示。（指示燈L₂的電阻很小可忽略）

旋鈕開關(guān)接靜觸點(diǎn)“1”時(shí)，W=
 =121
因R₁:R₂=4:7，所以R₂=77
（3）旋鈕開關(guān)接觸點(diǎn)“2”時(shí)的等效電路如圖答2所示。（指示燈L₁的電阻很小可忽略）
電熱器如圖答5工作時(shí)，電熱器消耗功率最大， 
電熱器如圖答4工作時(shí)，電熱器消耗功率最小， 
所以
考點(diǎn)：電功率的綜合計(jì)算