Question

如图1所示是一种电热水龙头，图2是它的电路简图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R₁、R₂是电热丝，R₂=55Ω，温水档的电功率是2.2kW．试回答或求解下列问题：
（1）S旋到______位置时，水龙头流出温水；S旋到______位置时，水龙头流出热水．（选填“1”、“2”或“3”）
（2）电热丝R₁的阻值是多大？
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？

Answer 1

解：
（1）当开关处于位置2时，只有电阻R₁接入电路，电路电阻最大，根据P=可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R₁和R₂并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=可知：此时功率最小，所以此时放出的是热水；
（2）∵P=UI=可知，温水功率P_温水=2.2kW=2200W，
∴R₁===22Ω；
（3）∵S旋到热水档时，电阻R₁和R₂并联接入电路，
∴根据欧姆定律得：I₁===10A，
I₂===4A，
所以，I=I₁+I₂=10A+4A=14A．
答：（1）2；3；（2）电热丝R₁的阻值22Ω；（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是14A
分析：（1）根据开关位置的改变，判断出电路的连接情况，然后根据P=UI=判断功率的大小，由此可知热水或温水的档位；
（2）知道温水功率，利用P=UI=求R₁的阻值；
（3）知道R₂=55Ω，温水档的电功率是2.2kW．利用I=分别求出通过电阻的电流，然后根据串联电路的电流特点求总电流．
点评：（1）本题考查电路分析、效率公式、欧姆定律和电功率公式的应用，解题时要注意隐含条件，电路电压是220V．
（2）大部分家用电热器都是用改变电路电阻的阻值来实现功率的改变，电阻阻值的改变由三种方法：①用开关使几个电阻串联，达到增大电阻，减小功率的目的；②用开关使几个电阻并联，达到减小电阻，增大功率的目的；③用一个开关和电阻并联，开关的闭合可用短路电阻，达到减小电阻，增大功率的目的．