Question

【題目】某品牌智能滾筒洗衣機(jī)具有洗凈度高、不傷衣物、可設(shè)定洗滌溫度、方便安全等優(yōu)點(diǎn)。其簡化等效電路如圖所示，此時(shí)處于空檔位置。閉合開關(guān)S，旋鈕繞P轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)檔位轉(zhuǎn)換，旋至1檔時(shí)R1、R2同時(shí)工作，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)：旋至2檔時(shí)R2和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1＝22Ω，主要參數(shù)如下表。（c水＝4.2×103J/（kg℃））

**牌智能滾筒洗衣機(jī)
額定電壓	220V
加熱功率	2400W
設(shè)定溫度范圍	30℃～90℃
電動(dòng)機(jī)功率	240W
防電墻電阻	1×106Ω

（1）洗衣機(jī)內(nèi)注入10kg的水，在額定電壓下連續(xù)加熱1050秒，水溫由20℃上升到50℃，此過程中的加熱效率是多少？

（2）R2阻值是多少？

（3）防電墻技術(shù)的應(yīng)用是洗衣機(jī)未來發(fā)展的趨勢(shì)。防電墻通過在洗衣機(jī)內(nèi)部形成永久性電阻保證人的安全。異常漏電情況下，電流依次經(jīng)防電墻和人體流入大地，若人體的最大電阻為1×105Ω，人體的安全電壓不高于36V，通過計(jì)算判斷防電墻技術(shù)能否保證人的安全。

Answer 1

【答案】（1）50%（2）242Ω（3）能保證

【解析】

（1）洗衣機(jī)內(nèi)注入10kg的水，水溫由20℃上升到50℃水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×l03J/（kg℃）×10kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×l06J，洗衣機(jī)加熱消耗的電能：W＝P加熱t＝2400W×1050s＝2.52×106J，洗衣機(jī)加熱的效率：η＝×100%＝×100%＝50%；

（2）由電路圖可知，當(dāng)旋鈕旋至1檔時(shí)，電熱絲R1與R2并聯(lián)，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)，由P＝得，電熱絲R1的加熱功率：P1＝＝2200W，由表中數(shù)據(jù)，加熱功率為：P＝2400W，則電熱絲R2 的加熱功率：P2＝P﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，由P＝得，則電熱絲R2的阻值：R2＝＝242Ω；

（3）防電墻與人的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知，電路總電阻：R＝R0+R人＝1×106Ω+1×105Ω＝1.1×106Ω，串聯(lián)電路中的電流：I0＝＝2×10﹣4A，由歐姆定律變形公式得，此時(shí)人體的電壓：U人＝I0R人＝2×10﹣4A×1×105Ω＝20V，因?yàn)?/span>U人小于36V，所以防電墻技術(shù)能保證人的安全。

答：（1）此過程中的加熱效率是50%；

（2）R2阻值是242Ω；

（3）防電墻技術(shù)能保證人的安全。