Question

【題目】某市一學生發明的電熱椅獲得了國家專利。電熱椅主要由坐墊和腳踏組成，它的電路原理圖如下。坐墊內的電熱絲R1、R2的阻值分別為260Ω、150Ω，腳踏內的電熱絲為R3。閉合開關S1，調節開關S2，可以使腳踏分別處于“低溫檔”、“中溫檔”、“高溫檔”，且高溫檔的功率為121W。（不考慮溫度的變化對電阻的影響）

（1）要使腳踏處于高溫檔，則S2應接觸點_______。

（2）該電熱椅腳踏的電熱絲R3的阻值為多少___________？

（3）當腳踏處于中溫檔時，電熱椅在10秒內產生的熱量是多少焦_______________？

Answer 1

【答案】 a 400Ω 880J．

【解析】（1）當閉合開關S1，調節開關S2接a時，R3單獨接入電路，電路中電阻最小，由P=U2/R可知，功率最大，處于高溫檔；

當閉合開關S1，調節開關S2，接b時，R1與R3串聯，因為R1大于R2，則此時電路中的電阻最大，由P=U2/R可知，功率最小，處于低溫檔；當閉合開關S1，調節開關S2，接c時，R2與R3串聯，因為R1大于R2，則此時電路中的電阻大于R3，小于R1、R3串聯之和，由P=U2/R可知，功率大于低溫功率，小于高溫功率，處于中溫檔；

（2）由（1）知S2接a觸點時R3單獨接入電路，由題知，P高=121W，根據P=U2/R可得：R3=U2/P高=(220V)2/121W=400Ω；

（3）由（1）知，S2接c觸點時，R3與較小的電阻R2串聯在電路中，腳踏處于中溫檔，電熱椅在10秒內產生的熱量：Q=W=U2/R2+R3t=(220V)2/150Ω+400Ω×10s=880J。