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如图的实验中学物理课外活动小组自制的电热暖手器的电路原理图。电源电压恒为8V,S为单刀三掷开关,发热体的电阻分别是,,。问: (1)该电热暖手器工作时的最小电流是多少? (2)该电热暖手器消耗的最大电功率是多少? (3)当开关调至“2”位置时,在1min内最多可以产生多少焦耳的热量?
2019-06-21
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如图的实验中学物理课外活动小组自制的电热暖手器的电路原理图。电源电压恒为8V,S为单刀三掷开关,发热体的电阻分别是
,
,
。问:
(1)该电热暖手器工作时的最小电流是多少?____
(2)该电热暖手器消耗的最大电功率是多少?____
(3)当开关调至“2”位置时,
在1min内最多可以产生多少焦耳的热量?____
优质解答
【分析】
根据电路图可知,当开关接“1”时,电热暖手器只有
接入电路;当开关接“2”时,电阻
、
串联;当开关接“3”时,电阻
、
、
串联;
(1)因为电源电压不变,根据欧姆定律可知,当电路中电阻最大时,电流最小,据此求出最小电流;
(2)根据
可知,当电路中的电阻最小时,电路中的电功率最大;
(3)由
求出此时电路中的电流,再根据
可知
在1min内最多可以产生的热量。
(1)当开关接“3”时,电阻
、
、
串联,此时电路的总电阻最大,电热暖手器工作时的电流最小,即:
(2)当开关接“1”时,电热手暖器只
接入电路,此时电路中的总电阻最小,则电热暖手器消耗的最大电功率:
(3)当开关接“2”时,电阻
、
串联,电路中的电流为:
由
可知,
产生的热量:
答:(1)该电热暖手器工作时的最小电流是1A;
(2)该电热暖手器消耗的最大电功率是32W;
(3)当开关调至“2”位置时,
在1min内最多可以产生426.7J的热量。
【点评】
此题考查了欧姆定律、功率和电热的计算,根据档位不同确定对应的电路连接关系,是正确解答此题的关键。
【分析】
根据电路图可知,当开关接“1”时,电热暖手器只有
接入电路;当开关接“2”时,电阻
、
串联;当开关接“3”时,电阻
、
、
串联;
(1)因为电源电压不变,根据欧姆定律可知,当电路中电阻最大时,电流最小,据此求出最小电流;
(2)根据
可知,当电路中的电阻最小时,电路中的电功率最大;
(3)由
求出此时电路中的电流,再根据
可知
在1min内最多可以产生的热量。
(1)当开关接“3”时,电阻
、
、
串联,此时电路的总电阻最大,电热暖手器工作时的电流最小,即:
(2)当开关接“1”时,电热手暖器只
接入电路,此时电路中的总电阻最小,则电热暖手器消耗的最大电功率:
(3)当开关接“2”时,电阻
、
串联,电路中的电流为:
由
可知,
产生的热量:
答:(1)该电热暖手器工作时的最小电流是1A;
(2)该电热暖手器消耗的最大电功率是32W;
(3)当开关调至“2”位置时,
在1min内最多可以产生426.7J的热量。
【点评】
此题考查了欧姆定律、功率和电热的计算,根据档位不同确定对应的电路连接关系,是正确解答此题的关键。
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