【分析】
1. 问题(1):电烤箱在高温挡正常工作时,实际功率等于额定高温功率,根据电能计算公式$W=Pt$,将时间单位换算为国际单位后,代入数据即可求出消耗的电能。
2. 问题(2):由电路图可知,当$S_1$、$S_2$均闭合时,$R_2$被短路,只有$R_1$接入电路,此时电路电阻最小,功率最大,为高温挡。利用电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$的变形公式$R=\frac{U^2}{P}$,代入额定电压和高温挡功率,可计算出$R_1$的阻值。
3. 问题(3):低温挡时$S_1$闭合、$S_2$断开,$R_1$与$R_2$串联,电路电阻最大,功率最小。先根据$P=UI$的变形公式求出电路中的电流,再利用$P=I^2R$计算$R_1$的功率。
【解析】
已知:额定电压$U=220V$,高温挡额定功率$P_{高}=1100W$,低温挡额定功率$P_{低}=440W$,工作时间$t=10min=600s$。
(1) 计算高温挡正常工作10min消耗的电能:
根据电能公式$W=Pt$,代入数据得:
$W=P_{高}t=1100W×600s=6.6×10^{5}J$
(2) 求$R_1$的阻值:
高温挡时,电路为$R_1$的简单电路,由$P=\frac{U^2}{R}$变形得:
$R_1=\frac{U^2}{P_{高}}=\frac{(220V)^2}{1100W}=44Ω$
(3) 低温挡正常工作时:
① 求电路中的电流:
低温挡时$R_1$与$R_2$串联,根据$P=UI$变形得:
$I=\frac{P_{低}}{U}=\frac{440W}{220V}=2A$
② 求$R_1$的功率:
根据$P=I^2R$,代入数据得:
$P_1=I^2R_1=(2A)^2×44Ω=176W$
【答案】
(1) $\boldsymbol{6.6×10^{5}J}$
(2) $\boldsymbol{44Ω}$
(3) 电路中的电流为$\boldsymbol{2A}$,$R_1$的功率为$\boldsymbol{176W}$
【知识点】
电能的计算、电功率的计算、串并联电路的特点
【点评】
本题是电功与电功率的综合计算题,核心是明确高低温挡对应的电路连接方式,熟练运用电功、电功率的公式及变形公式,解题时注意单位统一,理清电路状态是解题关键。
【难度系数】
0.6