Question

【題目】如圖所示是一款多功能洗衣機的簡化電路圖．此款洗衣機額定電壓220V，它有兩個檔位，當開關置于位置1時（電路接入R1和R2）為加熱狀態，消耗功率為2400W；當開關置于位置2時（電路接入R2和電動機）為保溫洗滌狀態．已知電阻R1的阻值為22Ω，水的比熱容為C水=4.2×103J/kg℃]．

（1）在洗衣機內加入質量為20kg、初溫為20℃的冷水，求加熱到70℃時水吸收的熱量
（2）求R2的阻值
（3）已知洗衣機在保溫洗滌狀態下工作時，電動機的功率為240W，則此時通過電路的總電流為多少？

Answer 1

【答案】
（1）

解：水需要吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×20kg×（70℃﹣20℃）

=4.2×106J

答：在洗衣機內加入質量為20kg、初溫為20℃的冷水，加熱到70℃時水吸收的熱量為4.2×106J

（2）

解：R1的功率P1===2200W，

由于當開關置于位置1時為加熱狀態，R1與R2并聯，則P2=P加熱﹣P1=2400W﹣2200W=200W，

由P=得：R2===242Ω

答：R2的阻值為242Ω

（3）

解：洗衣機在保溫洗滌狀態下工作時，電動機與R2并聯，則P總=P2+P電動機=200W+240W=440W，

由P=UI可得：

答：洗衣機在保溫洗滌狀態下工作時，電動機的功率為240W，則此時通過電路的總電流為為2A

【解析】（1）知道水的質量，水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的熱量；
（2）根據P=求出R1的功率，當開關置于位置1時為加熱狀態，R1與R2并聯，加熱電阻正常工作時，加熱功率和額定功率相等，則求出R2的功率，根據R=求R2阻值；
（3）洗衣機在保溫洗滌狀態下工作時，電動機與R2并聯，求出總功率，根據P=UI求通過電路的電流
【考點精析】利用熱量的計算和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．