7. 冬天，小明使用电热毯时，发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了如图所示的电热毯的模拟电路图，电源电压均为$6 V$(电热丝相当于电热毯内部的发热电阻)。
(1)图(a)中定值电阻$R_1 = 10 \Omega$(置于电热毯外部)、电热丝$R_2 = 20 \Omega$。请说明要使电热毯处于低温挡时，开关$S_1$、$S_2$应处于什么状态，并计算处于低温挡时电热毯的发热电功率。
(2)图(b)中有两根电热丝$R_2 = 20 \Omega$、$R_3 = 10 \Omega$。请说明要使电热毯处于高温挡时，开关$S_1$、$S_2$应处于什么状态，并计算处于高温挡时电热毯的发热电功率。
(3)请指出你认为比较好的电路图，并说明理由。
答案：$7．(1)S_{1}$闭合，$S_{2}$断开$ 0.8 W (2)S_{1}、$$S_{2}$均闭合 5.4 W (3)图(b)所示电路图比较好，因为在图(a)所示电路中，处于低温挡时$R_{1}$要发热，浪费电能
解析：
(1)要使电热毯处于低温挡，开关$S_1$闭合，$S_2$断开。此时$R_1$与$R_2$串联，总电阻$R = R_1+R_2=10\Omega + 20\Omega=30\Omega$，根据$P=\frac{U^{2}}{R}$，可得发热电功率$P=\frac{(6\mathrm{V})^{2}}{30\Omega}=1.2\mathrm{W}$。
(2)要使电热毯处于高温挡，开关$S_1$、$S_2$均闭合。此时$R_2$与$R_3$并联，总电阻$R=\frac{R_2R_3}{R_2 + R_3}=\frac{20\Omega×10\Omega}{20\Omega+10\Omega}=\frac{200}{30}\Omega=\frac{20}{3}\Omega$，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$，可得发热电功率$P=\frac{(6\mathrm{V})^{2}}{\frac{20}{3}\Omega}=\frac{36×3}{20}\mathrm{W}=5.4\mathrm{W}$。
(3)图(b)所示电路图比较好，因为在图(a)所示电路中，处于低温挡时$R_1$要发热，浪费电能。
8. 如图所示，电源电压为$12 V$且保持不变，已知滑动变阻器$R_3$的最大阻值为$20 \Omega$，定值电阻$R_1 = 10 \Omega$，$R_2 = 15 \Omega$，电流表选用的量程为$0$～$0.6 A$。
(1)开关$S$、$S_1$闭合，开关$S_2$断开，此时要使电流表的示数最小，滑动变阻器的滑片$P$应移到何处？此时电压表的示数为多少？$10 min$内电流通过$R_1$产生的热量是多少?
(2)开关$S$、$S_2$闭合，开关$S_1$断开时，求电路允许消耗的最大功率。
答案：8．(1)a 端(最左端) 8 V 960 J (2)7.2 W
解析：
(1)解：开关$S$、$S_1$闭合，$S_2$断开时，$R_1$与$R_3$串联，电压表测$R_3$两端电压，电流表测电路电流。要使电流表示数最小，电路总电阻需最大，滑动变阻器滑片$P$应移到$a$端（最大阻值处）。此时总电阻$R = R_1+R_3=10\Omega + 20\Omega=30\Omega$，电路电流$I=\frac{U}{R}=\frac{12\mathrm{V}}{30\Omega}=0.4\mathrm{A}$，电压表的示数$U_3=IR_3=0.4\mathrm{A}×20\Omega = 8\mathrm{V}$。$10$分钟内$R_1$产生的热量$Q=I^{2}R_1t=(0.4\mathrm{A})^{2}×10\Omega×600\mathrm{s}=960\mathrm{J}$。
(2)解：开关$S$、$S_2$闭合，$S_1$断开时，$R_2$与$R_3$串联，电流表量程$0\sim0.6\mathrm{A}$，电路最大电流$I_{ max}=0.6\mathrm{A}$，电路允许消耗的最大功率$P_{ max}=UI_{ max}=12\mathrm{V}×0.6\mathrm{A}=7.2\mathrm{W}$。
1. 家庭电路中的开关必须接在
火
线上，并且开关与电灯是
串
联的，而电灯与插座是
并
联的。家庭电路的进户线有两根电线，一根叫作
火
线，一根叫作
零
线，它们之间的电压是
220
V。为了安全，有的家用电器所用的三孔插座还有一根地线，正常情况下，零线和地线之间的电压为
0
V。所有家用电器
并
联在电路中，可以保证在正常情况下，每个家用电器的电压都是
220
V，且其中一个用电器坏了并不会影响其他用电器的使用。
答案：1. 火 串 并 火 零 220 0 并 220
