Question

【题目】某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点．其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置．闭合开关S，旋钮绕P转动，实现档位转换，旋至1档时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2档时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态．R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω，主要参数如下表．（c水=4.2×103J/（kg℃））

**牌智能滚筒洗衣机
额定电压	220V
加热功率	2400W
设定温度范围	30℃～90℃
电动机功率	240W
防电墙电阻	1×106Ω

（1）洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？

（2）R2阻值是多少？

（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？

（4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势．防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全．异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105Ω，人体的安全电压不高于36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全．

Answer 1

【答案】（1）50%；（2）242Ω；（3）2A；（4）防电墙技术能保证人的安全．

【解析】

(1)水吸收的热量： Q吸＝c水m水(tt0)＝4.2×l03J/(kg℃)×10kg×(50℃20℃)＝1.26×l06J，

洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt＝2400W×1050s＝2.52×106J，

洗衣机加热的效率：η＝ ＝＝50%

(2)由电路图可知,当旋钮旋至1档时,电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，

由P＝UI＝得,电热丝R1的加热功率： P1＝ ＝2200W，电热丝R2的加热功率： P2＝PP1＝2400W2200W＝200W，则电热丝R2的阻值： R2＝＝242Ω， (3)洗衣机处于保温洗涤状态时,电热丝R2与电动机并联，则电热丝R2和电动机的总功率： P总＝P2+P电动＝200W+240W＝440W，保温洗涤的干路电流： I＝＝2A， (4)防电墙与人的电阻串联，根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻： R＝R0+R人＝1×106Ω+1×105Ω＝1.1×106Ω，串联电路中的电流： I0＝＝2×104A，由欧姆定律得，此时人体的电压： U人＝I0R人＝2×104A×1×105Ω＝20V，因为U人小于36V，所以防电墙技术能保证人的安全。