Question

如圖為某電熱飲水機(jī)的電路原理圖，飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，飲水機(jī)熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到92℃時(shí)開關(guān)S₁自動斷開，處于保溫狀態(tài)；當(dāng)水溫降至一定溫度時(shí)，S₁又閉合重新加熱． 已知電源電壓保持220V不變，電阻R₁的阻值為1210Ω，電阻R₂的阻值為121Ω．求：
（1）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)的電功率．
（2）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)電路的總功率．
（3）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)10分鐘消耗的電能．

Answer 1

分析：（1）開關(guān)S₁自動斷開，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=

U2

R

求出保溫狀態(tài)時(shí)的電功率；
（2）S₁又閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出各支路的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出加熱狀態(tài)時(shí)電路的總電流，利用P=UI電路的總功率；
（3）知道飲水機(jī)的保溫功率和通電時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能．

解答：解：（1）開關(guān)S₁自動斷開，電路為R₁的簡單電路，保溫狀態(tài)時(shí)的電功率：
P_保溫=

U2

R1

=

(220V)2

1210Ω

=40W；
（2）S₁又閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴由I=

U

R

可得，兩支路的電流分別為：
I₁=

U

R1

=

220V

1210Ω

=

2

11

A，I₂=

U

R2

=

220V

121Ω

=

20

11

A，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴干路電流：
I=I₁+I₂=

2

11

A+

20

11

A=2A，
電路中的總功率：
P_加熱=UI=220V×2A=440W；
（3）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)10分鐘消耗的電能：
W=P_保溫t=40W×10×60s=2.4×10⁴J．
答：（1）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)的電功率為40W；
（2）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)電路的總功率為440W；
（3）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)10分鐘消耗的電能為2.4×10⁴J．

點(diǎn)評：本題考查了電功率、電流、電功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和規(guī)律的靈活運(yùn)用以及開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的判斷；解決此類題目，首先要搞清串并聯(lián)電路的電流、電壓的關(guān)系，同時(shí)要掌握電功率的基本計(jì)算公式及推導(dǎo)公式，同時(shí)要掌握歐姆定律的計(jì)算公式及推導(dǎo)公式．