Question

如圖所示，電熱水器有加熱和保溫兩種狀態(tài)（由機內(nèi)溫控開關(guān)S₂自動控制），其銘牌技術(shù)參數(shù)如表中所示．

水箱容量	2L
額定電壓	220V
加熱時總功率	605W
保溫時總功率	55W

（1）開關(guān)S₁、S₂均閉合時，熱水器處于哪種工作狀態(tài)？電阻R₁、R₂的阻值分別是多少？
（2）利用原有電路元件，設(shè)計出另一種能夠?qū)崿F(xiàn)加熱和保溫兩種工作狀態(tài)的實用電路（由機內(nèi)溫控開關(guān)S₂自動控制）．畫出設(shè)計的電路圖，算出加熱時的總功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路可知，當(dāng)S₁閉合時電路才能工作，則熱水器只能工作在兩種狀態(tài)下，一種為兩開關(guān)均閉合，另一種為只有S₁閉合，比較兩種狀態(tài)下的功率大小可知兩開關(guān)均閉合時的工作狀態(tài)；根據(jù)銘牌中的功率可列出關(guān)于R₁及R₂的兩個方程，聯(lián)立則可解得兩電阻的阻值；
（2）根據(jù)題目要求，要想實現(xiàn)“機內(nèi)溫控開關(guān)S₂自動控制”只能將R₁R₂串聯(lián)，S₂并聯(lián)在R₂兩端．
解答：解：：（1）當(dāng)S₁、S₂均閉合時，R₁和R₂并聯(lián)，并聯(lián)后總電阻減小，
由P=可得，此時發(fā)熱量多，故此時熱水器處于加熱狀態(tài)時；
保溫時，只有R₁接入電路，則由功率公式可得：
=880Ω，
加熱時總功率為605W，則由功率公式得，電路中的總電阻為：R_總==80Ω；
將R₁=880Ω，R_總=80Ω代入 =+，
解得R₂=88Ω．
（2）要使能實現(xiàn)“機內(nèi)溫控開關(guān)S₂自動控制”，除了題目所給的方法之外還可以將兩電阻串聯(lián)，將開關(guān)與R₁并聯(lián)，則也可以起到加熱和保溫兩種功率，答案如圖：

當(dāng)S₂閉合時，電路為加熱狀態(tài)，加熱功率P′===550W．
答：（1）當(dāng)開關(guān)全閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)，R₁的阻值為880Ω，R₂的阻值為88Ω；（2）設(shè)計電路如上圖．
點評：此題主要考查學(xué)生對電功率的計算，歐姆定律的應(yīng)用電阻的串聯(lián)和電阻的并聯(lián)等知識點的理解和掌握，此題的難點在于求兩電阻的阻值，此外按題目要求設(shè)計電路圖，對學(xué)生來說也是難點，所以此題屬于難題．不過，在初中階段所考查的電路所為基本的串聯(lián)或并聯(lián)，極少出現(xiàn)混合電路，故可以從兩種基本電路尋找答案．