Question

15．某飲水機(jī)的電路原理如圖，電熱絲R₁、R₀繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)開(kāi)關(guān)S可以選擇出溫水或開(kāi)水．開(kāi)水加熱電功率是2200W，R₁的電阻是33Ω（電熱絲R₁、R₀電阻不隨溫度變化）．求：
（1）飲水機(jī)正常工作，出開(kāi)水時(shí)電熱絲中的電流；
（2）R₀的電阻；
（3）飲水機(jī)正常工作，出溫水時(shí)10s內(nèi)電路產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）飲水機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出出開(kāi)水時(shí)電熱絲中的電流；
（2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，飲水機(jī)的功率最大，處于開(kāi)水工作狀態(tài)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₀的電阻；
（3）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，R₁與R₀串聯(lián)，飲水機(jī)處于溫水狀態(tài)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出10s內(nèi)電路產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由P=UI可得，飲水機(jī)正常工作出開(kāi)水時(shí)電熱絲中的電流：
I=$\frac{{P}_{開(kāi)水}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，飲水機(jī)處于開(kāi)水加熱狀態(tài)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₀的電阻：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{開(kāi)水}}$=$\frac{（220V）^{2}}{2200W}$=22Ω；
（3）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，R₁與R₀串聯(lián)，飲水機(jī)處于溫水工作狀態(tài)，
則10s內(nèi)電路產(chǎn)生的熱量：
Q=W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}+{R}_{1}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{22Ω+33Ω}$×10s=8800J．
答：（1）飲水機(jī)正常工作，出開(kāi)水時(shí)電熱絲中的電流為10A；
（2）R₀的電阻為22Ω；
（3）飲水機(jī)正常工作，出溫水時(shí)10s內(nèi)電路產(chǎn)生的熱量為8800J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式和電熱公式的應(yīng)用，分清飲水機(jī)處于溫水和熱水狀態(tài)時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵．