Question

【題目】小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，S1是手動(dòng)開關(guān)，置于熱水器水箱外部；S2是溫控開關(guān)，置于熱水器水箱內(nèi)部，當(dāng)水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)閉合，達(dá)到40℃時(shí)自動(dòng)斷開；R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲．使用時(shí)，手動(dòng)閉合開關(guān)S1 ， 電熱水器開始工作．電熱水器部分參數(shù)如表所示：

額定電壓	220V
頻率	50Hz
保溫功率	220W
加熱功率	1980W
水箱容量	50L
設(shè)定溫度	40℃

（1）電熱絲R1的阻值是多少？
（2）加熱時(shí)流過電熱絲R2的電流是多少？
（3）假設(shè)將一箱水加熱至設(shè)定溫度時(shí)水吸收的熱量為4.2×106J，用了50min，則電熱水器的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)只有S1閉合時(shí)，R1單獨(dú)工作，用電器處于保溫狀態(tài)；

由P= 可得：R1= = =220Ω；

（2）解：當(dāng)兩開關(guān)都處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩電阻并聯(lián)，處于加熱狀態(tài)，

R2的功率為P2=P﹣P1=1980W﹣220W=1760W，

由P=UI可得電熱絲R2的電流是：

I2= = =8A；

（3）解：根據(jù)題意可知，Q=4.2×106J，

由P= 可得消耗的電能：W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J

熱水器的效率為：

η= ×100%= ×100%≈70.7%．

【解析】（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)，熱水器處于保溫狀態(tài)，利用P= 求出電熱絲的電阻；（2）當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)處于加熱狀態(tài)，結(jié)合保溫狀態(tài)下的功率，求出R2在加熱狀態(tài)時(shí)的功率，利用P=UI求出通過的電流；（3）根據(jù)W=Pt求出電熱水器消化的電能，然后根據(jù)η= ×100%即可求出效率．