Question

（2013?甘肅模擬）納米技術(shù)應(yīng)用于高科技，在生產(chǎn)生活中也得到廣泛應(yīng)用，如納米洗衣機(jī)，納米冰箱等，如圖所示是納米電熱水器的電路原理圖，如表為納米電熱水器的部分技術(shù)參數(shù)，設(shè)阻值均不受溫度影響，S為檔位開(kāi)關(guān)，使用時(shí)接入家庭電路中，

型號(hào)	額定電壓（V）	水箱容量（L）	頻率Hz	額定功率（KW）
DJW40N	220	40	50	0.5/1.0/2.2
DJW50N	220	50	50	0.5/1.0/2.2
DJW60N	220	60	50	0.5/1.0/2.2

（1）S接哪一檔時(shí)（1、2或3）為低溫檔，并說(shuō)明理由．
（2）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，計(jì)算出R₁、R₂、R₃的阻值．
（3）若DJW50N型電熱水器的效率為80%，則使用中溫檔將一箱水從20℃加熱到80℃需要多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)P=

U2

R

可知，低溫檔時(shí)，電路中的電阻最小，結(jié)合電路圖找出電阻最小時(shí)即可；
（2）根據(jù)R=

U2

R

求出三個(gè)檔位的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)分別求出三電阻的阻值；
（3）已知水的密度和體積根據(jù)m=ρv計(jì)算出水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=cm△t計(jì)算出吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，利用W=Pt求出加熱時(shí)間．

解答：解：（1）接3時(shí)為低溫檔，因?yàn)榇藭r(shí)電阻最大，電流最小，電功率最��；
（2）當(dāng)接1時(shí)為高溫檔，電路只有R₁接入電路，額定功率P₁=2.2KW=2200W，
則R₁=

U2

P1

=

(220V)2

2200W

=22Ω；
當(dāng)接2時(shí)為中溫檔，電路為R₁、R₂串聯(lián)，額定功率P₂=1KW=1000W，
則R′=

U2

P2

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω，
 R₂=R′-R₁=48.4Ω-22Ω=26.4Ω；
當(dāng)接3時(shí)為中溫檔，電路為R₁、R₂、R₃串聯(lián)，額定功率P₃=0.5KW=500W，
則R″=

U2

P3

=

(220V)2

500W

=96.8Ω，
R₃=R″-R′=48.4Ω；
（3）由ρ=

m

V

可得，電熱水器中水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（80℃-20℃）=1.26×10⁷J，
∵η=

Q吸

W

×100%，
∴消耗的電能：
W=

Q吸

η

=

1.26×107J

80%

=1.575×10⁷J，
由W=Pt可得，加熱時(shí)間：
t=

W

P

=

1.575×107J

1000W

=15750s．
答：（1）S接3時(shí)為低溫檔，因?yàn)榇藭r(shí)電阻最大，電流最小，電功率最�。�
（2）R₁、R₂、R₃的阻值依次為22Ω、26.4Ω、48.4Ω；
（3）用中溫檔將一箱水從20℃加熱到80℃需要15750s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)電功率公式結(jié)合電路圖判斷出高溫檔位和低溫檔位．