Question

13．表格為一臺電熱水器的銘牌，電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖所示，R₁和R₂均為電熱絲．

××牌電熱水器
額定電壓		220V
額定	高溫檔
	中溫檔	5A
	低溫檔	2A
電源頻率		50Hz

求：
（1）低溫擋正常工作時的額定功率；
（2）中溫擋正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）低溫檔時，R₁和R₂的連接是串聯(lián)，高溫檔時，R₁和R₂的連接是并聯(lián)（選填“串聯(lián)”“并聯(lián)”）
（4）高溫檔正常工作時的額定電流．

Answer 1

分析 （1）已知低溫檔的電流及額定電壓，由P=UI可以求出低溫檔的額定功率；
（2）已知中溫檔的電壓、電流及通電時間，由W=UIt可求出熱水器產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷熱水器處于各擋時，開關(guān)的閉合與斷開情況；
（4）由歐姆定律及串聯(lián)電路特點求出熱水器處于高溫擋時的額定電流．

解答 解：（1）由熱水器的銘牌知，熱水器處于低溫擋正常工作時的額定功率：
P_低額=U_額I_低=220V×2A=440W，
（2）由熱水器的銘牌知，中溫擋正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱量
Q=U_額I_中t=220V×5A×10×60s=6.6×10⁵J，
（3）由電路圖知：開關(guān)S₁斷開、S₂接b時，兩電阻串聯(lián)．熱水器電阻最大；由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，熱水器處于低溫檔；
開關(guān)S₁閉合、S₂接a時，兩電阻并聯(lián)，熱水器電阻最�。挥蒔=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，熱水器處于高溫檔；
（4）熱水器處于低溫檔時，I_低=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，即：2A=$\frac{220V}{{R}_{1}+{R}_{2}}$-----①，
由電路圖知：開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時，只有電阻R₁接入電路，熱水器處于中溫擋，
此時I_中=$\frac{U}{{R}_{1}}$，即5A=$\frac{220V}{{R}_{1}}$-------②；
由①②解得：R₁=44Ω，R₂=66Ω；
則熱水器處于高溫擋，兩電阻并聯(lián)，此時I_高=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{220V}{44Ω}$+$\frac{220V}{66Ω}$≈8.3A．
答：（1）低溫擋正常工作時的額定功率是440W．
（2）中溫擋正常工作10分鐘產(chǎn)生的熱童是6.6×10⁵J．
（3）串聯(lián)；并聯(lián)．
（4）高溫擋正常工作時的額定電流是8.3A．

點評 本題考查電流、電阻、電功及電功率的計算以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，難點是結(jié)合電路圖判斷高溫檔位、中溫擋位和低溫檔位．