Question

6．飲水機是一種常見的家用電器，其工作電路可簡化為如圖所示的電路，其中S是一個溫控開關，R₁為發(fā)熱板，R₂是溫控電阻．當開關S接a時，飲水機正常工作，將水迅速加熱；當水達到一定溫度時，開關S自動切換到b，飲水機處于保溫狀態(tài)．已知飲水機正常工作時的電流為2.5A，2min可將加熱桶內的水燒開；而處于保溫狀態(tài)時的電流只有0.25A．通過計算回答：
（1）飲水機發(fā)熱板的電阻R₁多大？
（2）飲水機正常工作時的電功率多大？
（3）飲水機正常工作將加熱桶內的水燒開，發(fā)熱板產生了多少焦的熱量？
（4）溫控電阻R₂的阻值多大？

Answer 1

分析 （1）已知當開關S接a時，飲水機正常工作時的電流為2.5A，根據(jù)歐姆定律可求知電阻R₁；
（2）根據(jù)P=UI即可求出正常工作時的電功率；
（3）利用W=Pt即可求出發(fā)熱板產生的熱量；
（4）保溫狀態(tài)時，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可求知總電阻；根據(jù)電阻的串聯(lián)特點求出電阻R₂的阻值．

解答 解：（1）當S接a時，電路為R₁的簡單電路；飲水機正常工作；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得：R₁=$\frac{U}{{I}_{加熱}}$=$\frac{220V}{2.5A}$=88Ω；
（2）正常工作時的電功率P_加熱=UI_加熱=220V×2.5A=550W；
（3）發(fā)熱板產生的熱量Q=W=Pt=550W×2×60s=6.6×10⁴J；
（4）當S接b時處于保溫狀態(tài)，R₁與R₂串聯(lián)；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得：R_總=$\frac{U}{{I}_{保溫}}$=$\frac{220V}{0.25A}$=880Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的總阻值等于各電阻之和可得：
R₂=R_總-R₁=880Ω-88Ω=792Ω．
答：（1）飲水機發(fā)熱板的電阻R₁為88Ω；
（2）飲水機正常工作時的電功率550W；
（3）飲水機正常工作將加熱桶內的水燒開，發(fā)熱板產生了6.6×10⁴J的熱量；
（4）溫控電阻R₂的阻值為792Ω．

點評 本題考查歐姆定律的靈活運用，功率和熱量的計算，難點是開關斷開與閉合時電路的情況，要學會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．