Question

【題目】（11分）小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，Sl是手動(dòng)開關(guān)，置于熱水器水箱外部；S2是溫控開關(guān)，置于熱水器水箱內(nèi)部，當(dāng)水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)閉合，達(dá)到40℃時(shí)自動(dòng)斷開；R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲。使用時(shí)，手動(dòng)閉合開關(guān)Sl，電熱水器開始工作。電熱水器部分參數(shù)如表所示。

(1)電熱絲R1的阻值是多少？

(2)加熱時(shí)流過電熱絲R2的電流是多少？

(3)假設(shè)將初溫20℃的一滿箱水加熱至設(shè)定溫度用了50 mln，則電熱水器的效率是多少？【水的比熱容為4.2×l03J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg／m3】

Answer 1

【答案】（1）220Ω；(2)8A； (3)70.7%。

【解析】（1）當(dāng)只有S1 閉合時(shí)，R1 單獨(dú)工作，用電器處于保溫狀態(tài)；

由P=U2/R可得：R1 =U2/P保溫=(220V)2/220W=220Ω；

（2）當(dāng)兩開關(guān)都處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩電阻并聯(lián)，處于加熱狀態(tài)，

R2 的功率為P2 =P-P1 =1980W-220W=1760W，

由P=UI可得電熱絲R2 的電流是：I2 =P2/U=1760W/220V=8A；

（3）根據(jù)題意可知，Q=4.2×106 J，

由P=W/t可得消耗的電能：W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106 J

熱水器的效率為：η=Q/W×100%=4.2×106J/5.94×106J×100%≈70.7%