Question

9．小芳老師家有款電熱水器，說明書上有工作原理示意圖（如圖甲），該熱水器有“加熱”和“保溫”兩檔，試求：

（1）當處于“加熱”檔工作時，雙擲開關S應置于a（選填“a”、“b”或“中間”）
（2）該電路處于加熱檔時，總功率為1100W，AB指示燈電阻很小可忽略不計，R₂=99R₁，且R₁和R₂的阻值不隨溫度的變化，求電路處于保溫檔時，電路的總功率．
（3）某次實際工作時，該電熱水器在加熱狀態(tài)下的總功率只有1050W，小芳老師關閉家中其他電器，單獨讓電熱水器接在電能表上，發(fā)現(xiàn)2min電能表轉盤轉了42轉，則電能表上模糊不清的這個參數(shù)應該是多少r/kW•h？

Answer 1

分析 （1）電壓一定時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中的總電阻越小，總功率越大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，據(jù)此分析電路判斷加熱時雙擲開關S的位置；
（2）該電路處于加熱檔時，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值；該電路處于保溫檔時，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路的總功率；
（3）知道該電熱水器在加熱狀態(tài)下的實際總功率和工作時間，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，電能表轉盤轉的圈數(shù)與消耗電能的比值即為這個參數(shù)．

解答 解：（1）由電路圖可知，雙擲開關S應置于a時，電路為R₁的簡單電路，電路中的總電阻最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中的總功率最大，電熱水器處于加熱檔；
同理可知，雙擲開關S應置于b時，R₁與R₂串聯(lián)，電路中的總電阻最大，功率最小，電熱水器處于保溫檔；
（2）該電路處于加熱檔時，電路為R₁的簡單電路，則R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
該電路處于保溫檔時，R₁與R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，保溫檔時電路的總功率：
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{44Ω+99×44Ω}$=11W；
（3）電熱水器消耗的電能：
W=Pt=1050×10^-3kW×$\frac{2}{60}$h=0.035kW，
則電能表的參數(shù)：
N=$\frac{42r}{0.035kW}$=1200r/kW•h．
答：（1）a；
（2）電路處于保溫檔時，電路的總功率為11W；
（3）電能表上模糊不清的這個參數(shù)應該是1200r/kW•h．

點評 本題考查了電功率公式和電功公式以及電阻串聯(lián)的應用，關鍵是電熱水器不同檔位時電路連接方式的判斷和明白電能表參數(shù)的含義．