Question

如圖示為一款有高、低溫兩檔的電熱水器電路原理圖．R₁，R₂為電熱絲，其中R₁=44Ω．
（1）分析電路圖，閉合S₁，當S₂______時，熱水器處于高溫檔．
（2）熱水器處于低溫檔時，通過電路的電流是多大？此時熱水器的功率是多少？
（3）若該款熱水器正常工作時高溫擋功率為2000W．請你通過計算，求出電阻R₂的阻值應(yīng)為多少？

Answer 1

解：（1）加熱和保溫屬于兩個過程，加熱時功率大，保溫時功率小，根據(jù)P=可知，兩個過程的電源電壓相同，電阻越小，功率越大；
當開關(guān)S₁、S₂均閉合時，R₁和R₂并聯(lián)接入電路，此時電路中的總電阻最小，功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)；
當開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時，電路中只有R₁，電路中的總電阻變大，電壓不變，功率變小，加熱器處于保溫狀態(tài)；
（2）熱水器處于低溫檔時，電路為R₁的簡單電路，
根據(jù)歐姆定律可得，通過電路的電流：
I₁===5A，
此時熱水器的功率：
P₁=UI₁=220V×5A=1100W；
（3）熱水器處于低溫檔時，R₁和R₂并聯(lián)接入電路，
R₂的功率：
P₂=P-P₁=2000W-1100W=900W，
∵并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，
∴R₂==≈53.8Ω．
答：（1）閉合；
（2）熱水器處于低溫檔時，通過電路的電流是5A，此時熱水器的功率是1100W；
（3）電阻R₂的阻值約為53.8Ω．
分析：（1）知道加熱功率大于保溫時的功率，根據(jù)公式P=可知，加熱時電路的總電阻較小，再根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點判斷電路中電阻的大小關(guān)系，從而可以判斷出電熱水器處于處于什么狀態(tài)；
（2）熱水器處于低溫檔時，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)歐姆定律求出通過的電流，根據(jù)P=UI求出此時熱水器的功率；
（3）熱水器處于低溫檔時，R₁和R₂并聯(lián)接入電路，此時的熱水器的功率等于兩電熱絲的功率之和，求出R₂的功率，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=求出電阻R₂的阻值．
點評：本題的關(guān)鍵是根據(jù)電功率公式判斷出高溫檔和低溫檔時電路的工作狀態(tài)，要注意無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路總功率都等于各用電器功率之和．