Question

家庭用的電熱飲水機(jī)，有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)．加熱前溫控開關(guān)S₁處于閉合狀態(tài)，閉合開關(guān)S后飲水機(jī)開始加熱，當(dāng)水箱內(nèi)水溫達(dá)到98℃時(shí)溫控開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；當(dāng)水溫降至一定溫度t時(shí)，S₁又閉合重新加熱．飲水機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與電路原理圖如下：

水箱容量	額定電壓	加熱功率	保溫功率
2L	220V	440W	40W

求：
（1）正常加熱時(shí)通過飲水機(jī)的電流； 
（2）正常加熱時(shí)電阻R₂的阻值；
（3）若飲水機(jī)重新加熱一次的時(shí)間為5min，加熱一次消耗的電能．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知加熱功率和電壓，利用I=計(jì)算電流；
（2）分析電路可知，當(dāng)開關(guān)S₁斷開時(shí)，電路中只有R₁時(shí)，電路處于保溫狀態(tài)，閉合開關(guān)S后飲水機(jī)開始加熱，由銘牌表數(shù)據(jù)知加熱時(shí)R₂的功率為：P_加熱-P_保溫=，代入數(shù)值即可求解．
（3）由銘牌表數(shù)據(jù)知加熱功率為440W，根據(jù)P=可求得加熱一次消耗的電能．
解答：解：（1）∴P=UI，
∴正常加熱時(shí)通過飲水機(jī)的電流：I===2A；
（2）∵P=
∴由銘牌表數(shù)據(jù)知加熱時(shí)R₂的功率：P=P_加熱-P_保溫，
∴P_加熱-P_保溫=，
則440W-40W=
解得：R₂=121Ω；
（3）已知P_加熱=440W，t=5min=300s，
∵P=，
∴W=P_加熱t=440W×300s=1.32×10⁵J．
答：（1）正常加熱時(shí)通過飲水機(jī)的電流為2A； 
（2）正常加熱時(shí)電阻R₂的阻值為121Ω；
（3）加熱一次消耗的電能為1.32×10⁵J．
點(diǎn)評(píng)：本題考查功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是明白開關(guān)斷開與閉合時(shí)電路的連接情況．