Question

【題目】某品牌家用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，R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1＝22Ω，P為功能轉換旋鈕，可實現“加熱”“熱洗”和“關”等狀態的轉換，其參數如下表所示。閉合開關S，旋鈕P旋至1時，洗衣機處于______狀態。某次正常洗滌時洗衣機內注入10L的水，加熱10min，水溫由20℃上升到50℃，此過程中的加熱效率是______；換成“熱洗”后繼續洗滌15min，消耗的電能是______J。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

**牌智能滾筒洗衣機
額定電壓	220V
加熱功率	2400W
設定溫度范圍	30℃～90℃
電動機功率	240W
防電墻電阻	1×106Ω

Answer 1

【答案】加熱 87.5% 3.96×105

【解析】

由圖可知，當旋鈕P旋至1時，電阻R1、R2并聯接入電路，電動機斷路，所以洗衣機處于加熱狀態；水的質量m＝ρ水V＝1×103kg/m3×10×10－3m3＝10kg，水吸收的熱量Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（50℃－20℃）＝1.26×106J，加熱狀態時的功率P加熱＝2400W，加熱10min消耗的電能W1＝P加熱t＝2400W×10×60s＝1.44×106J，加熱效率η＝×100%＝×100%＝87.5%；加熱時R1消耗的功率P1＝＝＝2200W，則R2消耗的功率P2＝P加熱－P1＝2400W－2200W＝200W，當洗衣機處于“熱洗”狀態時，電阻R2和電動機并聯接入電路，洗滌15min消耗的電能W2＝（P2＋P電動機）t＝（200W＋240W）×15×60s＝3.96×105J。