Question

【題目】(海南)小翔隨爸爸在商店選中一款速熱式電熱水器，它的工作電路圖和銘牌如圖所示(圖中R是加熱電阻，其電阻不隨溫度而變化)則：

(1)電熱水器正常工作時，電路中電流是多大？(結果保留一位小數)

(2)電熱水器正常工作15 min，加熱電阻R消耗的電能是多少？

(3)根據題中電路圖，再給你一個加熱電阻R0和兩個開關S1、S2，請你對該電熱水器進行電路改裝。設計要求：不同季節電熱水器的額定功率不同，夏天額定功率是2 000 W，春、秋兩季額定功率是4 000 W，冬季額定功率是6 000 W，請畫出改裝后的電路圖，并計算R0。

(4)從安全用電考慮，如果該電熱水器直接安裝到家庭電路中，可能造成什么后果及影響？(寫一種即可)

Answer 1

【答案】 18.2 A 1 kW·h 24.2 Ω ①電路總電流過大；②燒壞電路；③保險絲熔斷；④空氣開關跳閘；⑤電能表工作不正常或燒壞電能表。

【解析】（1）由P=UI知道，電熱水器正常工作時電路的電流是：I=P/U=4000W/220V≈18.2A；

（2）由銘牌知道P=4000W=4kW，所以當t=15min=0.25h時，加熱電阻R消耗的電能是：W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；

（3）根據題意知道若滿足要求，兩加熱電阻應采取并聯，且分別各用一個開關控制電路，如下圖所示：

夏季時：只閉合開關S、S2 時，斷開S1，電路為R0的簡單電路，功率是：P0=2000W，由P=U2/R得：R0 =U2/P0=(220V)2/2000W=24.2Ω；

春、秋兩季時，只閉合開關S、S1 時，斷開S2，電路為R的簡單電路，功率是：P=2000W；

冬季時：閉合開關S、S1、S2，則R、R0并聯，功率是：P總=P0+P=6000W

（4）如果該電熱水器直接安裝到家庭電路中，由于總功率很大，根據I=P/U知道電路總電流過大，則可能會造成后果有：①電路總電流過大；②燒壞電路；③保險絲熔斷；④空氣開關跳閘；⑤電能表工作不正常或燒壞電能表。