Question

14．如圖是某款電熱水龍頭的電路原理圖，R₁、R₂為電熱絲，通過旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰觸點，實現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋之間的切換．試問
（1）當(dāng)開關(guān)同時接觸2、3觸點時，水龍頭放出的是溫 水（選填“冷”、“溫”“熱”）．
（2）若水龍頭在溫水擋正常工作時電功率為2000W，求出R₁的阻值？
（3）若R₂的阻值是48.4Ω，則它在熱水擋正常工作lmin消耗的電能為多少J？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開關(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，由此可知熱水或溫水的檔位；
（2）知道溫水功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁的阻值；
（3）知道R₂的阻值，溫水檔的電功率是2000W．利用I=$\frac{U}{R}$分別求出通過電阻的電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點求總電流，利用焦耳定律求工作1min產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）當(dāng)開關(guān)處于位置2時，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：此時功率最小，故此時放出的是溫水；
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，溫水功率P_溫水=2000W，
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{溫水}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（3）S旋到熱水檔時，電阻R₁和R₂并聯(lián)接入電路，
根據(jù)歐姆定律得：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{24.2Ω}$=$\frac{100}{11}$A，
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{220V}{48.4Ω}$=$\frac{50}{11}$A，
所以I=I₁+I₂=$\frac{100}{11}$A+$\frac{50}{11}$A=$\frac{150}{11}$A．
工作1min產(chǎn)生的熱量：Q=UIt=220V×$\frac{150}{11}$A×60s=1.8×10⁵J．
答：（1）溫；
（2）電熱絲R₁的阻值是24.2Ω；
（3）它在熱水擋正常工作lmin消耗的電能為1.8×10⁵J．

點評 本題考查電路分析、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，結(jié)合實際電路分析用電器的狀態(tài)是解答此題的關(guān)鍵．