Question

【題目】小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，S1是手動開關，置于熱水器水箱外部；S2是溫控開關，置于熱水器水箱內部，當水溫低于40℃時自動閉合，達到40℃時自動斷開；R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲。使用時，手動閉合開關S1，電熱水器開始工作。電熱水器部分參數如表所示：

額定電壓	220V
頻率	50Hz
保溫功率	220W
加熱功率	1980W
水箱容量	50L
設定溫度	40℃

(1)電熱絲R1的阻值是多少？

(2)加熱時流過電熱絲R2的電流是多少？

(3)假設將一箱水加熱至設定溫度時水吸收的熱量為4.2×106J，用了50min，則電熱水器的效率是多少？

Answer 1

【答案】(1)220Ω；(1)8A；(1)70.7%。

【解析】

(1)當只有S1閉合時，R1單獨工作，用電器處于保溫狀態；

由P=可得：

R1===220Ω；

(2)當兩開關都處于閉合狀態時，兩電阻并聯，處于加熱狀態，R2的功率為：

P2=PP1=1980W220W=1760W，

由P=UI可得電熱絲R2的電流是：

I2===8A；

(3)根據題意可知，Q=4.2×106J，由P=可得消耗的電能：

W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J，

熱水器的效率為：

η=×100%=×100%≈70.7%。

答：(1)電熱絲R1的阻值是220Ω；

(2)加熱時流過電熱絲R2的電流是8A；

(3)電熱水器的效率是70.7%。