Question

某FCD-JT50型家用貯水式電熱水器可以在800W、1200W、2000W三檔功率之間選擇，上下雙加熱棒分層按需加熱，節省電能．其簡化電路如圖所示．（R₁＜R₂）
（1）當自動控制裝置閉合______斷開______（填寫“S₁”、“S₂”或“S₃”）開關熱水器工作在800W檔；試求出其工作在額定功率800W時，通過熱水器的額定電流；
（2）工作在額定功率2000W時，等效總電阻為多大？若75%的電能轉化為水的內能，把25℃的一罐水加熱到75℃，需消耗電能為多少kW?h？

額定電壓：	220V
功率：	800W/1200W/2000W
容量：	50L
額定壓力：	0.75MPa
加熱水溫：	35℃～75℃

Answer 1

解：（1）根據公式P=可知，電源電壓保持不變，電阻越大，功率越小，又因為R₁＜R₂；所以當電阻工作R₂時，電路的電功率最小，此時功率為800W；
所以應閉合S₁和S₃，斷開S₂；此時通過熱水器的額定電流I==≈3.64A；
答：工作在額定功率800W時，通過熱水器的額定電流為3.64A；
（2）工作在額定功率2000W時，等效總電阻為R===24.2?；
水的質量m=ρV=1.0×10³×kg/m³×0.05m³=50kg；
水吸收的熱量Q=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（75℃-25℃）=1.05×10⁷J；
消耗電能W===1.4×10⁷J≈3.9kW?h．
答：等效電阻為24.2?；消耗電能3.9kW?h．
分析：（1）電源電壓保持不變，根據公式P=可判斷開關熱水器的功率大小；根據公式I=可求工作在額定功率800W時，通過熱水器的額定電流；
（2）根據公式R=可求工作在額定功率2000W時的等效總電阻；根據公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，再利用公式W=求出消耗的電能．
點評：本題考查電流、質量、熱量、消耗電能的計算，考查知識點比較多，主要考查學生對知識的靈活運用能力；還要學會從題目所給信息中找到有用的數據．