Question

2．一種學(xué)生設(shè)計(jì)的電熱座椅主要由座墊和腳踏組成，其電路示意圖如圖所示．座墊內(nèi)的電熱絲R₁=260Ω、R₂=150Ω，腳踏內(nèi)的電熱絲R₃=400Ω．閉合開(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S₂，可以使腳踏分別處于“低溫檔”、“中溫檔”、“高溫檔”（忽略溫度變化對(duì)電阻的影響），求：
（1）該電熱座椅消耗的最大功率；
（2）當(dāng)腳踏處于中溫檔時(shí)，電熱座椅在通電5min所消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，該電熱課椅消耗的電功率最大，結(jié)合電路圖判斷電路的最小電阻并求出此時(shí)的功率；
（2）先判斷出中溫檔時(shí)電路的連接方式，再根據(jù)W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出電熱課椅在5min內(nèi)消耗的電能．

解答 解：（1）S₂接a觸點(diǎn)時(shí)，電路為R₃的簡(jiǎn)單電路，電路中的電阻最小，

由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)腳踏處于高溫檔位，電熱座椅消耗的功率最大，
P_高溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{3}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{400Ω}$=121W；
（2）S₂接c觸點(diǎn)時(shí)，

R₃與較小的電阻R₂串聯(lián)在電路中，腳踏處于中溫檔，
電熱座椅在通電5min所消耗的電能：
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$t=$\frac{{（220V）}^{2}}{150Ω+400Ω}$×5×60s=26400J．
答：（1）該電熱座椅消耗的最大功率是121瓦；
（2）當(dāng)腳踏處于中溫檔時(shí)，電熱座椅在通電5min所消耗的電能為26400J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電熱座椅處于不同狀態(tài)時(shí)電路連接方式的判斷．