Question

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是溫度控制開關(guān)，當水溫升高到一定溫度時，它會自動切換，使飲水機處于保溫狀態(tài)；R₂是飲水機加熱管的電阻，R₁是與加熱管串聯(lián)的電阻。下表是從其說明書中摘錄下的一些技術(shù)數(shù)據(jù)（不考慮R₁、R₂的阻值受溫度影響）。

(1)溫控開關(guān)S閉合時，處于       狀態(tài)。（選填“加熱”或“ 保溫”）
(2)飲水機處于加熱狀態(tài)時電路中的電流多大？
(3)加熱管R₂的阻值多大？
(4)保溫狀態(tài)時，整機的功率多大？電阻R₁的阻值多大？這時電阻R₁的功率多大？
(5)這款飲水機有不合理之處，你認為應如何改進？

Answer 1

（1）加熱 （2）2.5A (3) 88Ω (4) 20W  2332Ω  19.2W(5)R產(chǎn)生的熱量沒有得到充分利用，可以用電熱管代替電阻

試題分析:（1）根據(jù)公式P=U²/R可知，電源電壓一定時，電功率跟電阻成反比。溫控開關(guān)S閉合時，電路中的電阻變小，電路的功率處于加熱狀態(tài)。
（2）飲水機處于加熱狀態(tài)時電路中的電流是I=P/U=550W/220V=2.5A
(3)加熱管R₂的阻值是  R₂=U/I=220V/2.5A=88Ω
(4)保溫狀態(tài)時，整機的功率P_保=W/t=0.48KWh/24h=0.02KW=20W
電路中的總電阻是 R_總=U²/P_保=(220V)²/20W =2420
電阻R₁的阻值R₁=R_總-R₂=2420Ω-88Ω=2332
電阻R₁的功率P₁=(U_總/R_總)²×R₁=(220V/2420Ω)²×2332Ω≈19.2W
(5)R產(chǎn)生的熱量沒有得到充分利用，可以用電熱管代替電阻
考點:本試題考查的是電熱的綜合計算。
點評：對于此類試題，學生應把握根據(jù)公式P=U²/R可知，電源電壓一定時，電功率跟電阻成反比。保溫時電路中電阻是最大的，加熱時電路中的電阻是最小的。