Question

12．下表為某飲水機銘牌的部分參數(shù)，其內(nèi)部簡化電路如圖所示．當(dāng)S閉合，S₁斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S₁同時閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)．不計溫度對電阻的影響，求：

額定電壓	220v
額定功率	加熱	1000W
	保溫	44W
熱水器的容量	2L

（1）飲水機保溫狀態(tài)下正常工作時的電流．
（2）飲水機正常工作時，加熱15min消耗的電能．
（3）R₁、R₂電阻各為多大？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，由表格數(shù)據(jù)可知保溫功率，根據(jù)P=UI可得通過的電流；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，根據(jù)W=Pt求出加熱15min消耗的電能；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$結(jié)合加熱功率求出R₂的阻值；當(dāng)S閉合，S₁斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$結(jié)合保溫功率求出總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出電阻R₁的阻值．

解答 解：（1）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，
由表格數(shù)據(jù)可知保溫功率，P_加熱=44W，
由P=UI可得，通過的電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，P_加熱=1000W，由P=$\frac{W}{t}$可得，則加熱15min消耗的電能：
W=P_加熱t=1000W×15×60s=9×10⁵J；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
當(dāng)S閉合，S₁斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，飲水機處于保溫狀態(tài)，
此時電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω，
串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
則電阻R₁的阻值：
R₁=R-R₂=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω．
答：（1）飲水機保溫狀態(tài)下正常工作時的電流為0.2A．
（2）飲水機正常工作時，加熱15min消耗的電能為9×10⁵J．
（3）R₁的電阻為1051.6Ω；R₂電阻為48.4Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功公式、電功率公式的靈活應(yīng)用，分清飲水的電路和功率是關(guān)鍵．