Question

6．學(xué)校宿舍樓里的電熱水器的簡化電路如圖所示，A為自動溫度開關(guān)，當(dāng)水的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時自動斷開電路，低于設(shè)定溫度時，自動接通電路．S是熱水器的功率選擇開關(guān)，可選擇高、低兩種加熱功率，已知其高加熱功率為2420W．
（1）電熱水器加熱過程中，若選擇高加熱功率，開關(guān)S應(yīng)撥到1（填“1”或“2”）位置．
（2）當(dāng)S撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流是多少？R₁的電阻是多少？
（3）若R₁與R₂阻值相等，當(dāng)S撥至2時，請計算此時熱水器的功率．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，S接1時電路為R₁的簡單電路，S接2時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知功率的大小關(guān)系；
（2）由P=UI計算高加熱功率時電路中電流，由I=$\frac{U}{R}$計算R₁的電阻；
（3）由串聯(lián)電路電阻特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算當(dāng)S撥至2時熱水器的功率．

解答 解：
（1）由電路圖可知，S接1時電路為R₁的簡單電路，電路中的電阻最小，S接2時，兩電阻串聯(lián)，電路中電阻最大，
電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，S接1時電路消耗功率最大，為高加熱功率；
（2）已知高加熱功率為2420W，照明電路電壓220V，
由P=UI可得，當(dāng)S撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{高}}{U}$=$\frac{2420W}{220V}$=11A，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₁的電阻：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{11A}$=20Ω；
（3）R₁與R₂阻值相等，S接2時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得此時熱水器的功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{20Ω+20Ω}$=1210W．
故答案為：（1）1；
（2）當(dāng)S撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流是11A，R₁的電阻是20Ω；
（3）若R₁與R₂阻值相等，當(dāng)S撥至2時，熱水器的功率為1210W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路特點和電功率公式的靈活運用，關(guān)鍵是弄清熱水器兩種加熱方式功率和電路的對應(yīng)關(guān)系．