Question

17．隨著生活水平的提高，越來(lái)越多的新式小家電進(jìn)入了普通家庭，如圖是某款電熱水龍頭的電路原理圖．R₁、R₂為電熱絲，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開(kāi)關(guān)S同時(shí)接觸兩個(gè)相鄰觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋之間的切換．當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸2、3觸點(diǎn)時(shí)，水龍頭放出的是溫（冷/溫/熱）水，若R₂=2R₁，水龍頭在溫水擋正常工作時(shí)電功率為800W，則它在熱水擋正常工作1min消耗的電能為7.2×10⁴J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開(kāi)關(guān)位置的改變，判斷出電路的連接情況，然后根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷功率的大小，由此可知其檔位；知道溫水功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁的阻值；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸3、4觸點(diǎn)時(shí)，電阻R₁和R₂并聯(lián)接入電路，水龍頭處于熱水擋，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，利用W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出正常工作1min消耗的電能．

解答 解：
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸2、3觸點(diǎn)時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電路電阻最大，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此時(shí)功率最小，故此時(shí)放出的是溫水；
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，溫水功率P_溫水=800W，
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{溫水}}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸3、4觸點(diǎn)時(shí)，電阻R₁和R₂并聯(lián)接入電路，
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，
所以，電路中的總電阻：
R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}×2{R}_{1}}{{R}_{1}+2{R}_{1}}$=$\frac{2{R}_{1}}{3}$，
正常工作1min消耗的電能：
W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{{U}^{2}}{\frac{2{R}_{1}}{3}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{\frac{2×60.5Ω}{3}}$×60s=7.2×10⁴J．
故答案為：溫；7.2×10⁴．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式和電功公式的靈活運(yùn)用，分清水龍頭處于不同檔位時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵．