Question

15．如圖甲是某款電熱水龍頭．即開即熱、冷熱兼用．圖乙是它的原理電路圖R₁、R₂為電熱絲．通過旋轉手柄帶動開關S接通對應的電路，從而實現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換．有關參數如表．不考慮溫度對電阻絲值的影響，請回答下列問題：
（1）開關與1、2接觸時，水龍頭放出的水是溫（填“溫”、“熱”）水，此時電路中的電流多大？
（2）水龍頭放熱水時，正常工作50s，消耗的電能是多少？
（3）R₂的電阻值多大？

產品名稱	即熱式熱水龍頭
應用場所	廚房、衛(wèi)生間
額定功率	溫水（2200W）
	熱水（3300W）
額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
防觸電類型	Ⅰ類（最高等級）

Answer 1

分析 （1）開關與1、2接觸時，電阻R₁單獨接入電路，連入電阻較大，為低溫檔，水龍頭放出的水是溫水，利用P=UI求此時電路中的電流；
（2）開關與2、3接觸時，電阻R₁、R₂并聯(lián)接入電路，連入電阻較小，為高溫檔，水龍頭放出的水是熱水，利用W=Pt求正常工作50s消耗的電能；
（3）由P=UI求總電流，可得R₂支路的電流，再利用歐姆定律求R₂的電阻值．

解答 解：
（1）開關與1、2接觸時，電阻R₁單獨接入電路，連入電阻較大，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電功率較小，為低溫檔，水龍頭放出的水是溫水；
此時電路中的電流I₁=$\frac{{P}_{溫水}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（2）開關與2、3接觸時，電阻R₁、R₂并聯(lián)接入電路，連入電阻較小，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電功率較大，為高溫檔，水龍頭放出的水是熱水，P_熱水=3300W，
正常工作50s，消耗的電能：
W=P_熱水t=3300W×50s=1.65×10⁵J；
（3）由P=UI得總電流I=$\frac{{P}_{熱水}}{U}$=$\frac{3300W}{220V}$=15A，
R₂支路的電流I₂=I-I₁=15A-10A=5A，
由歐姆定律得：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω．
故答案為：
（1）溫；此時電路中的電流為10A；
（2）水龍頭放熱水時，正常工作50s，消耗的電能是1.65×10⁵J；
（3）R₂的電阻值44Ω．

點評 本題為電學綜合題，考查了電路動態(tài)分析、歐姆定律的應用、電功的計算、電功率公式的應用，能分析電路圖確定熱水、溫水時的電路組成是關鍵．