Question

16．如圖是一種電熱水龍頭的電路簡(jiǎn)圖．扇形開(kāi)關(guān)S同時(shí)接觸兩個(gè)相鄰觸點(diǎn)，撥動(dòng)S，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．
（1）電熱絲R₁的阻值．
（2）電熱絲R₂工作時(shí)，R₂消耗的電功率．
（3）S旋到熱水檔工作1h，電路消耗的電能．

Answer 1

分析 分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用電功率公式求出電阻阻值；應(yīng)用電功率公式求出電阻消耗的電功率；由電功公式求出電路消耗的電能．

解答 解：由圖示電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電路電阻最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此時(shí)功率最小，可見(jiàn)此時(shí)放出的是溫水；當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置3時(shí)，電阻R₁和R₂并聯(lián)接入電路，電路電阻最變小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此時(shí)功率最大，所以此時(shí)放出的是熱水；
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí)，只有電阻R₁接入電路，熱水龍頭處于溫水擋，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電熱絲R₁的阻值：R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{溫水}}$=$\frac{（220V）^{2}}{2200W}$=22Ω；
（2）電熱絲R₂工作時(shí)，R₂消耗的電功率：P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{55Ω}$=880W．
（3）熱水擋功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{22Ω}$+$\frac{（220V）^{2}}{55Ω}$=3080W=3.08kW，
S旋到熱水檔工作1h，電路消耗的電能：W=Pt=3.08kW×1h=3.08kW•h；
答：（1）電熱絲R₁的阻值為22Ω．
（2）電熱絲R₂工作時(shí)，R₂消耗的電功率880W．
（3）S旋到熱水檔工作1h，電路消耗的電能為3.08kW•h．

點(diǎn)評(píng) （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(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)功率的改變，電阻阻值的改變由三種方法：①用開(kāi)關(guān)使幾個(gè)電阻串聯(lián)，達(dá)到增大電阻，減小功率的目的；②用開(kāi)關(guān)使幾個(gè)電阻并聯(lián)，達(dá)到減小電阻，增大功率的目的；③用一個(gè)開(kāi)關(guān)和電阻并聯(lián)，開(kāi)關(guān)的閉合可用短路電阻，達(dá)到減小電阻，增大功率的目的．