Question

13．如圖所示是一款電熱水器的電路原理圖，R₁、R₂、R₃是用來(lái)加熱且阻值不變的電阻絲，S為檔位開(kāi)關(guān)．表是該熱水器的部分技術(shù)參數(shù)．

型號(hào)	DJW40N
額定電壓/V	220
水箱容積/L	50
頻率/Hz	50
額定功率/kW	0.5/1.0/2.2

求：
（1）畫出電熱水器在高溫檔工作時(shí)的等效電路圖；
（2）電熱水器在高溫檔通電0.5h消耗的電能；
（3）電阻R₂的電阻值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時(shí)，電路中的電阻越大，電熱水器的功率越小，據(jù)此可知當(dāng)S接a時(shí)熱水器處于加熱狀態(tài)；
（2）高溫檔時(shí)電熱水器的功率最大，根據(jù)W=Pt求出通電0.5h消耗的電能；
（3）由表格可知高檔和中檔的功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值．

解答 解：（1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時(shí)，電路中的電阻越大，電熱水器的功率越小，據(jù)此可知當(dāng)S接1時(shí)電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，則熱水器處于加熱狀態(tài)；

（2）通電0.5h消耗的電能：
W=Pt=2.2kW×0.5h=1.1 kW•h；
（3）當(dāng)S接1時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，熱水器處于加熱狀態(tài)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{2200W}$=22Ω，
當(dāng)S接2時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，熱水器處于中溫檔，
則電路中的總電阻：
R_中=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{中}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂的阻值：
R₂=R_中-R₁=48.4Ω-22Ω=26.4Ω．
答：（1）如上圖；
（2）電熱水器在高溫檔通電0.5h消耗的電能為1.1 kW•h；
（3）電阻R₂的電阻值為26.4Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功、吸熱公式、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電熱水器不同檔位時(shí)電路連接方式的判斷．