Question

【題目】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15min，加熱電阻 R消耗的電能是多少kWh？
（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2000W，春、秋兩季額定功率是4000W，冬季額定功率是6000W，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，可能會造成什么后果及影響？（寫出一種）

Answer 1

【答案】解：（1）由P=UI可得，電熱水器正常工作時電路的電流：
I==≈18.2A；
（2）P=4000W=4kW，t=15min=0.25h，
則正常工作15min加熱電阻R消耗的電能：
W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；
（3）由題意可知，兩加熱電阻應采取并聯，分別用一個開關控制電路，如下圖所示：

夏季：只閉合開關S、S2時，斷開S1時，電路為R0的簡單電路，功率P0=2000W，
由P=得：
R0===24.2Ω；
（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=可知電路總電流過大，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．
答：（1）電熱水器正常工作時，電路中電流是18.2A；
（2）電熱水器正常工作15min，加熱電阻 R消耗的電能是1kWh；
（3）R0=24.2Ω；
（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．
【解析】解：（1）由P=UI可得，電熱水器正常工作時電路的電流：
I==≈18.2A；
（2）P=4000W=4kW，t=15min=0.25h，
則正常工作15min加熱電阻R消耗的電能：
W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；
（3）由題意可知，兩加熱電阻應采取并聯，分別用一個開關控制電路，如下圖所示：

夏季：只閉合開關S、S2時，斷開S1時，電路為R0的簡單電路，功率P0=2000W，
由P=得：
R0===24.2Ω；
（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=可知電路總電流過大，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．
答：（1）電熱水器正常工作時，電路中電流是18.2A；
（2）電熱水器正常工作15min，加熱電阻 R消耗的電能是1kWh；
（3）R0=24.2Ω；
（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．
【考點精析】通過靈活運用電功的計算，掌握電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此題．