Question

2．如圖是我們家庭用的一種電熱飲水機(jī)的簡化電路圖，其參數(shù)如表，R₁、R₂是發(fā)熱電阻絲．求：
（1）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，正常工作10min消耗的電能．
（2）電阻R₁、R₂的阻值．
（3）完成上述計(jì)算后，小明還想用電能表驗(yàn)證飲水機(jī)標(biāo)的加熱功率是否準(zhǔn)確．經(jīng)測量，他家電路中的電壓是220V．他將家中其它的用電器全部斷開，把飲水機(jī)裝上水后單獨(dú)接入電路中．小明觀察到電能表鋁盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過了66圈，電能表上標(biāo)有“3600r/kw•h”，請你通過計(jì)算，判斷飲水機(jī)的銘牌中標(biāo)的加熱功率是否準(zhǔn)確．

型號	YSJ-66
額定電壓	220V
加熱功率	1100W
保溫功率	44W
水箱容積	5L
頻率	50Hz

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出飲水機(jī)工作10min消耗的電能．
（2）當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，電路為R₂的簡單電路，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求電阻R₂的阻值；
（3）利用轉(zhuǎn)數(shù)和電能表參數(shù)結(jié)合電功率公式，求出實(shí)際功率，對比銘牌功率分析解答．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，正常工作10min消耗的電能W_加熱=P_加熱t_加熱=1100W×10×60s=6.6×10⁵J；
（2）當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，電路為R₂的簡單電路，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，
由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，P_加熱=1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω，
當(dāng)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，
R_總=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω，
R₁=R_總-R₂=1100Ω-44Ω=1050Ω，
（3）電熱水壺實(shí)際消耗的電能為W′=$\frac{66r}{3600r/kW•h}$=$\frac{11}{600}$kW•h，
實(shí)際功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{\frac{11}{600}kW•h}{\frac{1}{60}h}$=1100W，
由P=P_加熱可知，飲水機(jī)的銘牌中標(biāo)的加熱功率是準(zhǔn)確的．
答：（1）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，正常工作10min消耗的電能為6.6×10⁵J；
（2）電阻R₁的阻值為1050Ω，R₂的阻值為44Ω．
（3）飲水機(jī)的銘牌中標(biāo)的加熱功率是準(zhǔn)確的．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功公式、電功率公式的靈活應(yīng)用，分清飲水的電路和功率是關(guān)鍵．