Question

有一種電熱飲水機(jī)內(nèi)部的電路可以簡(jiǎn)化如圖所示，電熱飲水機(jī)有兩種工作狀態(tài)：加熱和保溫．開(kāi)關(guān)S是由感溫材料制成，水的溫度控制開(kāi)關(guān)S是否閉合．R₁、R₂是給水加熱的兩個(gè)發(fā)熱電阻絲．電熱飲水機(jī)的銘牌如下表：

電源：220V/50Hz
消耗功率：	加熱時(shí)：880W
	保溫時(shí)：220W

（1）某次電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)并持續(xù)了15min，則這15min內(nèi)消耗的電能是

0.22

度．
（2）電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)S應(yīng)是

閉合

的．（填“閉合”或“斷開(kāi)”）
（3）R₂的電阻值是

165

Ω．

Answer 1

分析：（1）由表格可知加熱功率，根據(jù)W=Pt求出15min內(nèi)消耗的電能；
（2）由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)兩電阻串聯(lián)，閉合時(shí)電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)判斷兩種情況下電路中電阻的大小，再根據(jù)P=

U2

R

判斷飲水機(jī)的狀態(tài)；
（3）已知飲水機(jī)加熱時(shí)的功率，根據(jù)公式R=

U2

P

求出R₁的阻值，還知道保溫時(shí)的功率，再根據(jù)R=

U2

P

求出此時(shí)電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₂的阻值．

解答：解：（1）由表可知，P_加熱=880W，則15min內(nèi)消耗的電能：
W=P_加熱t=880×10^-3kW×

15

60

h=0.22kW?h=0.22度；
（2）∵電阻越串越大，大于任何一個(gè)分電阻，
由P=

U2

R

可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻最大，此時(shí)電路的電功率最小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電路中的電阻最小，此時(shí)電路的總功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；
（3）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，
電阻R₁的阻值：
R₁=

U2

P加熱

=

(220V)2

880W

=55Ω，
飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)，電阻R₁、R₂串聯(lián)，
電路中的總電阻：
R=

U2

P保溫

=

(220V)2

220W

=220Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電阻R₂的阻值：
R₂=R-R₁=220Ω-55Ω=165Ω．
故答案為：
（1）0.22；（2）閉合；（3）165．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功公式、電功率公式和電阻串聯(lián)特點(diǎn)的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵點(diǎn)：一是電功公式和歐姆定律公式的靈活運(yùn)用，二是利用表格和電路圖解決實(shí)際問(wèn)題的能力．