Question

18．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．R₁、R₂為電熱絲，通過旋轉(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)如下表．不考慮溫度對(duì)電阻絲的影響，請(qǐng)回答下列問題：
（1）分析電路圖可知，當(dāng)開關(guān)置于0、1時(shí)，電路處于斷路；水龍頭放出的水是冷水；開關(guān)置于1、2時(shí)，只有R₁接入電路，水龍頭放出的水是溫（選填“溫”或“熱”）水．此時(shí)電路中的電流是多大？
（2）水龍頭放熱水時(shí)，正常工作1min，消耗的電能是多少？
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，求R₂的電阻是多大？

額定電壓	220V
額定功率	溫水	2200W
	熱水	3000W

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開關(guān)位置的改變，判斷出電路的連接情況，然后根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷功率的大小，由此可知熱水或溫水的檔位；利用P=UI求電路工作電流；
（2）知道溫水功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（3）知道熱檔的電功率和溫水檔的功率，求出R₂消耗的電功率，利用P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₂的阻值．

解答 解：
（1）當(dāng)開關(guān)處于位置0、1時(shí)，電路是斷路，此時(shí)放出的是冷水；當(dāng)開關(guān)處于位置1、2時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電路電阻最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此時(shí)功率最小，可見此時(shí)放出的是溫水；
由表中數(shù)據(jù)可知：當(dāng)開關(guān)處于位置1、2時(shí)，電路的功率為2200W，由P=UI得，此時(shí)電路工作電流：
I=$\frac{{P}_{溫}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（2）水龍頭放熱水時(shí)，電路的總功率是3000W，正常工作1min消耗的電能：
W=P_熱t=3000W×60s=1.8×10⁵J；
（3）溫水狀態(tài)下，只有R₁工作，故R₁消耗的功率：P_溫水=2200W，
熱水狀態(tài)下，電阻R₁、R₂并聯(lián)，R₂消耗的電功率P₂=P_熱-P_溫=3000W-2200W=800W，
R₂的電阻：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω．
故答案為：
（1）溫；此時(shí)電路中的電流是10A；
（2）水龍頭放熱水時(shí)，正常工作1min，消耗的電能是1.8×10⁵J；
（3）R₂的電阻是60.5Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電路分析、效率公式、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，解題時(shí)要注意隱含條件，電路電壓是220V．