Question

【題目】美騰牌電熱水器的簡(jiǎn)化電路如圖所示，A為自動(dòng)溫度開(kāi)關(guān)，當(dāng)水的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路，低于設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)接通電路。S是熱水器的功率選擇開(kāi)關(guān)，可選擇高、低兩種加熱功率，R1、R2都是發(fā)熱電阻器。主要的技術(shù)指標(biāo)如表：

（1）當(dāng)熱水器在高檔正常工作時(shí)，求此時(shí)電路中的電流？

（2）高溫檔加熱時(shí)，將一滿箱水溫度從30℃加熱到74℃，用時(shí)35min，求該飲水機(jī)在高溫加熱狀態(tài)時(shí)的效率；[C水=4.2×103J/（kg℃）]

（3）當(dāng)S撥至2時(shí)。電熱管的實(shí)際功率只有1000W，求此時(shí)的實(shí)際電壓。

Answer 1

【答案】（1）10A；（2）80%；（3）200V。

【解析】解：（1）由圖知，當(dāng)S撥至1時(shí)，只有R1工作，電路中電阻較小，根據(jù)可知，電路消耗的功率較大，此時(shí)熱水器處于高溫檔即功率一檔，

由P=UI可得，熱水器在高檔正常工作時(shí)的電流：；

（2）由表格數(shù)據(jù)可知，一滿箱水的體積：

V=20L=20×10﹣3m3，

由可得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3=20kg，

水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×20kg×（74℃﹣30℃）=3.696×106J；

由可得，該飲水機(jī)在高溫加熱狀態(tài)時(shí)消耗的電能：

W=P1t=2200W×35×60s=4.62×106J；

該飲水機(jī)在高溫加熱狀態(tài)時(shí)的效率：

（3）當(dāng)S撥至2時(shí)，電路中R1和R2串聯(lián)，電路的電阻最大，由可知，此時(shí)的功率最小，熱水器處于二檔，

由表格數(shù)據(jù)可知，U額=220V，P額=1210W，

由可得電路的總電阻： ，

又因?yàn)?/span>P實(shí)=1000W，

所以，由可得：U實(shí)2=P實(shí)R=1000W×40Ω=40000V2，

解得U實(shí)=200V。

答：（1）此時(shí)電路中的電流為10A；

（2）該飲水機(jī)在高溫加熱狀態(tài)時(shí)的效率為80%；

（3）此時(shí)的實(shí)際電壓為200V。