Question

【題目】某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設定洗滌溫度、方便安全等優點.其簡化等效電路如圖所示，此時處于空擋位置.閉合開關S，旋鈕繞P轉動，實現擋位轉換，旋至1擋時R1、R2同時工作，洗衣機處于加熱狀態；旋至2擋時R2和電動機同時工作，洗衣機處于保溫洗滌狀態.R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1＝22`Ω.該洗衣機主要參數如下表.［c水＝4.2×103`J/（kg·℃）］

（1）向洗衣機內注入10`kg的水，在額定電壓下連續加熱1`050秒，水溫由20`℃上升到50`℃，此過程中的加熱效率是多少？

（2）R2阻值是多少？

（3）洗衣機處于保溫洗滌狀態時，干路電流是多少？

（4）防電墻技術的應用是洗衣機未來發展的趨勢.防電墻通過在洗衣機內部形成永久性電阻保證人的安全.異常漏電情況下，電流依次經防電墻和人體流入大地，若人體的最大電阻為1×105`Ω，人體的安全電壓不高于36`V，通過計算判斷防電墻技術能否保證人的安全.

Answer 1

【答案】(1) 50%　(2) 242 Ω　(3) 2 A　(4)防電墻技術能保證人的安全．

【解析】試題分析： 由題意可知：（1）水吸收的熱量：Q吸=cm(t2-t1)=4.2×l03J/(kg·℃)×10kg×(50℃-20℃)= 1.26×l06J ，加熱消耗的電能：W=Pt=2400W×1050s=2.52×106J，則加熱的效率：。

（2）旋至1檔時洗衣機處于加熱狀態R1 與 R2并聯，∵P=UI，I=U/R ∴ P=U2/R。R1電熱絲的加熱功率：P1=U2/R1=（220V）2/22Ω =2200W；R2電熱絲的加熱功率：P2=" P-" P1="2400W-2200W=200W" ，R2電熱絲的阻值：R2=U2/P2=（220V）2/200W=242Ω。

（3）旋至2檔時R2與電動機并聯，洗衣機處于保溫洗滌狀態。R2與電動機的總功率：P總= P2+P動=240W+200W=440W，保溫洗滌的干路電流：I=P總/U=440W/220V=2A。

（4）防電墻與人的電阻串聯，電路總電阻為R總=R+R人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×106Ω，通過電路中的電流I=U/R總=220V/1.1×106Ω=2×10-4A，電阻U人=IR人=2×10-4A×1×105Ω=20V

因為 U人小于 36V，所以防電墻技術能保證人的安全。