Question

【題目】某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設(shè)定洗滌溫度、方便安全等優(yōu)點。其簡化等效電路如圖所示，此時處于空擋位置。閉合開關(guān)S，旋鈕繞P轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)擋位轉(zhuǎn)換，旋至1擋位置時，R1、R2同時工作，洗衣機處于加熱狀態(tài)；旋至2擋位置時，R2和電動機同時工作，洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1=22 Ω，洗衣機主要參數(shù)如下表。[c水=4. 2×103 J/（kg·℃）]

(1)電熱絲R2的阻值是多少？

(2)某次洗衣時，洗衣機內(nèi)注入8 kg水，在額定電壓下對水加熱，水溫由20℃上升到50℃，洗衣機的加熱效率為60%，則洗衣機的加熱時間是多少？

(3)若洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)時，干路中的電流為2 A，則電動機的功率是多少？

Answer 1

【答案】(1)242 Ω；(2)700 s；(3)240 W。

【解析】

(1)由電路圖可知，當(dāng)旋鈕旋至1擋位置時，電熱絲R1與R2并聯(lián)，洗衣機處于加熱狀態(tài)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，電熱絲R1的加熱功率

P1==2200W

電熱絲R1與R2并聯(lián)時，洗衣機處于加熱狀態(tài)，因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以，R2的電功率

P2=P熱-P1=2400 W-2200 W=200 W

R2的阻值

R2==242Ω

(2)洗衣機內(nèi)注入8kg水，水溫由20℃上升到50℃時吸收的熱量

Q水吸=c水m水(t-t0)=4. 2×103 J/(kg·℃)×8kg×(50℃-20℃)=1.008×106 J

由η=得洗衣機加熱消耗的電能

W==1. 68×106 J

由P=得需要的加熱時間：

t'==700s

(3)旋至2擋位置時，R2與電動機并聯(lián)，洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)，干路中的電流為2 A，則電路的總功率

P溫=UI=220 V×2A=440W

所以，電動機的功率

PM=P溫-P2=440 W-200 W=240W

答：(1)電熱絲R2的阻值是242Ω；

(2)洗衣機的加熱時間是700s；

(3)若洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)時，干路中的電流為2 A，則電動機的功率是240W。