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(guò)旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)開關(guān)S接通對(duì)應(yīng)的電路，從而實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換．有關(guān)參數(shù)如表．不考慮溫度對(duì)電阻絲值的影響，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）開關(guān)與1、2接觸時(shí)，水龍頭放出的水是溫（填“溫”、“熱”）水，此時(shí)電路中的電流多大？
（2）水龍頭放熱水時(shí)，正常工作50s，消耗的電能是多少？
（3）R₂的電阻值多大？

產(chǎn)品名稱	即熱式熱水龍頭
應(yīng)用場(chǎng)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(jí)）

Answer 1

分析 （1）開關(guān)與1、2接觸時(shí)，電阻R₁單獨(dú)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(shí)電路中的電流；
（2）開關(guān)與2、3接觸時(shí)，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(guān)與1、2接觸時(shí)，電阻R₁單獨(dú)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(shí)電路中的電流I₁=$\frac{{P}_{溫水}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（2）開關(guān)與2、3接觸時(shí)，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(shí)電路中的電流為10A；
（2）水龍頭放熱水時(shí)，正常工作50s，消耗的電能是1.65×10⁵J；
（3）R₂的電阻值44Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題為電學(xué)綜合題，考查了電路動(dòng)態(tài)分析、歐姆定律的應(yīng)用、電功的計(jì)算、電功率公式的應(yīng)用，能分析電路圖確定熱水、溫水時(shí)的電路組成是關(guān)鍵．