如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图,开关S可以同时与a、b相连,或只与c相连(红灯,绿灯为指示打,不计电阻)。该电饭煲具有加热、保温功能,在加热档时总功率为1540W,在保温档时的总功率为55W。请根据以上信息解答下列问题:
(1)将开关s与a、b相连时,_____发光(选填“红灯”或“绿灯”),此时电饭煲处于___________状态(选填“加热”或“保温”)
(2)电饭煲处于加热状态时,R的电功率为P1;处于保温状态时,R的电功率为P2,P1:P2=400:1.请计算电阻R1的阻值__________。
(3)如果在不改变原来保温档和加热当电功率的基础上,要增加一个更大功率的档位来迅速加热物体,请设计出1种方案,并用简要的文字说明_________(也可配合作图说明)
(1). 红灯 (2). 加热 (3). 见解析所示 (4). 见解析所示
【解析】(1)由图知,将开关s与a、b相连时,红灯被接通,所以红灯发光,此时R接入电路工作,相比接c时为两个电阻串联,根据可知,接a、b时,电阻小功率,所以电饭煲处于加热状态;
(2)电饭煲处于加热状态时,R的电功率为P1;处于保温状态时,R的电功率为P2,P1:P2=400:1,根据得两次电流之比为:
,
保温时的电流为:
,
则加热时通过R的电流为:
;
在加热档时总功率为1540W,所以总电流为:
所以通过R1的电流为:
,
电阻R1的阻值为:
。
(3)在不改变原来保温档和加热当电功率的基础上,要增加一个更大功率的档位来迅速加热物体,根据可知,电阻越小时,功率越大,所以应起办法使三个电阻并联。
可以设计以下电路:
闭合相应的开关时,具有不同的功率:
当闭合S、S2、S3时,断开S1时,R、R1、R2并联,电路的总电阻最小,功率最大,快速加热;
闭合开关S2、S3,断开S、S1时,R、R1并联,电饭煲为原来的加热状态;
闭合开关S1、断开S、S2、S3时,R与R2串联,电饭煲为原保温状态。