Question

如圖1所示是一種電熱水龍頭，圖2是它的電路簡圖．旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰觸點，從而控制流出的水為冷水、溫水或熱水．已知R₁、R₂是電熱絲，R₂=55Ω，溫水檔的電功率是2.2kW．試回答或求解下列問題：
（1）S旋到______位置時，水龍頭流出溫水；S旋到______位置時，水龍頭流出熱水．（選填“1”、“2”或“3”）
（2）電熱絲R₁的阻值是多大？
（3）S旋到熱水檔時，電路中的總電流是多大？

Answer 1

解：
（1）當開關(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=可知：此時功率最小，可見此時放出的是溫水；當開關(guān)處于位置3時，電阻R₁和R₂并聯(lián)接入電路，電路電阻最變小，根據(jù)P=可知：此時功率最小，所以此時放出的是熱水；
（2）∵P=UI=可知，溫水功率P_溫水=2.2kW=2200W，
∴R₁===22Ω；
（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===10A，
I₂===4A，
所以，I=I₁+I₂=10A+4A=14A．
答：（1）2；3；（2）電熱絲R₁的阻值22Ω；（3）S旋到熱水檔時，電路中的總電流是14A
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=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=UI=求R₁的阻值；
（3）知道R₂=55Ω，溫水檔的電功率是2.2kW．利用I=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．
點評：（1）本題考查電路分析、效率公式、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，解題時要注意隱含條件，電路電壓是220V．
（2）大部分家用電熱器都是用改變電路電阻的阻值來實現(xiàn)功率的改變，電阻阻值的改變由三種方法：①用開關(guān)使幾個電阻串聯(lián)，達到增大電阻，減小功率的目的；②用開關(guān)使幾個電阻并聯(lián)，達到減小電阻，增大功率的目的；③用一個開關(guān)和電阻并聯(lián)，開關(guān)的閉合可用短路電阻，達到減小電阻，增大功率的目的．