小明 家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。图示的是其内部简化电路图,开关S 1可分别与触点a、b接触。 已知:R=48.4Ω,R2=96.8Ω,电源电压保持不变。 请分析和解 答以下问题:
⑴当开关S1置于a端、S2闭合时,电烤箱处于____ ___档位;当开关S1置于b端、S2断开时,电烤箱处于_________档位;(选填“高”、“中”或“低”)
⑵电烤箱在中档位 工作时,消耗的电功率是多少?
⑶电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?
解:
(1)当S1接a,S2闭合时,原电路等效为:R1与R2并联,故:
U1=U2=U=220V
I=I1+I2=U1/R1+U2/R2=220/60+220/120=5.5(A)
此时因为其总功率最大,故是高温档
(2)
由图可见,当S1接b,S2断开时,原电路为R1和R2串联,此总电阻最大,总功率最小,其最小的功率为:
P小=U^2/(R1+R2)=220^2/(60+120)=268.89(W)
而S1接b,S2闭合时,R2被短路,原电路等效为只有一个R1接入电路的简单电路,此时为中温档。
P中=U^2/R1=220^2/60=806.67(W)
故,其发热功率比值为:
P中/P小=806.67/268.89=3/1
注:以上数据结果量需用整数或小数表示,但在过程中,请用分数式,本人用计算器所为,不附合要求。
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