Question

【题目】如图甲是某型号的电热炉，图乙是其电路结构简图，通过控制档位开关Sa、Sb可以获得四档加热功率，已知电阻丝R1的阻值为44Ω，不计温度对R1、R2阻值的影响．

（1）当开关Sb断开，Sa与触点1接通时，求通过开关Sa的电流；

（2）当开关Sb断开，Sa与触点2接通时，电热炉对1kg水加热7min，水温升高30℃，求电热丝R2的阻值．已知消耗的电能有75%被水吸收，水的比热容为4.2×103J/（k℃）

（3）若开关Sb闭合时，电热炉的电功率总比Sb断开时大，请比较R1、R2阻值的大小关系，并写出分析过程．

Answer 1

【答案】（1）5A；（2）77Ω；（3）R1大于R2，分析过程如下

【解析】试题分析：（1）当开关Sb断开，Sa与触点1接通时，电路为R1的简单的电路，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过开关Sa的电流：Ia===5A；（2）当开关Sb断开，Sa与触点2接通时，R1与R2串联，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×30℃=1.26×105J，由η=×100%可得，消耗的电能：W===1.68×105J，由W=UIt=t可得，电路的总电阻：R===121Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电热丝R2的阻值：R2=R﹣R1=121Ω﹣44Ω=77Ω；（3）若开关Sb闭合，当Sa接2时电路为R2简单电路，当Sa接1时R1与R2并联，则当Sa接2时电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，即Pb闭小=；若开关Sb断开，当Sa接1时电路为R1简单电路，当Sa接2时R1与R2串联，则当Sa接1时电路的总电阻最小，电路的总功率最大，即Pb断大=，因开关Sb闭合时，电热炉的电功率总比Sb断开时大，所以，Pb闭小＞Pb断大，即＞，则R1＞R2。