Question

18．小林家的電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂為電熱絲．該電熱水器低溫檔和中溫檔電流分別是2A和6A，該熱水器低溫擋正常工作時的額定功率為440W；中溫擋正常工作10min產(chǎn)生的熱量為7.92×10⁵J；小林發(fā)現(xiàn)熱水器高檔位不能正常工作，其他檔位能正常工作．你認為可能是S₂與A（選填A或B ）接觸不良引起的．高溫檔正常工作時的額定功率為1980W．

Answer 1

分析 （1）知道電熱水器低溫檔的電流和工作電壓，根據(jù)P=UI求出低溫擋正常工作時的額定功率；
（2）知道中溫檔的電流和工作電壓，根據(jù)Q=W=UIt求出中溫擋正常工作10min產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電路中的總電阻越大，熱水器的功率越小，反之越大，結(jié)合開關(guān)閉合、斷開時電路的連接方式判斷對應的檔位，然后確定接觸不良引的位置；根據(jù)歐姆定律求出兩電熱絲的電阻，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出兩電熱絲的電功率，兩者的功率之和即為高溫檔正常工作時的額定功率．

解答 解：（1）熱水器低溫擋正常工作時的額定功率：
P_低=UI_低=220V×2A=440W；
（2）中溫擋正常工作10min產(chǎn)生的熱量：
Q_中=W_中=UI_中t=220V×6A×10×60s=7.92×10⁵J；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電路中的總電阻最大時，熱水器的功率最小，處于低溫檔，反之電路中的總電阻最小時處于高溫檔；
開關(guān)S₂接B、S₁閉合時，電路為R₁的簡單電路，熱水器處于中溫檔，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{中}}$=$\frac{220V}{6A}$=$\frac{110}{3}$Ω，
開關(guān)S₂接B、S₁斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，熱水器處于低溫檔，
電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{低}}$=$\frac{220V}{2A}$=110Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂的阻值：
R₂=R-R₁=110Ω-$\frac{110}{3}$Ω=$\frac{220}{3}$Ω，
由以上可知，B接觸良好，
開關(guān)S₂接A、S₁閉合時，R₁與R₂并聯(lián)，熱水器處于高溫檔，
熱水器高檔位不能正常工作，其他檔位能正常工作，可能是S₂與A接觸不良引起的，
高溫檔正常工作時的額定功率：
P_高=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{\frac{110}{3}Ω}$+$\frac{（220V）^{2}}{\frac{220}{3}Ω}$=1980W．
故答案為：440；7.92×10⁵；A；1980．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用以及電路故障的判斷，分清電熱水器處于不同檔位時電路的連接方式是關(guān)鍵．