Question

家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路。S是热水器的功率选择开关，可选择高、低两档加热功率，R₁、R₂都是发热电阻器。主要的技术指标如下表

(1)把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是多少?
(2)当热水器在高档正常工作时，电路中的电流是多少?
（3）当S拨至2时．电热管的实际功率只有1000W，实际电压是多少？

Answer 1

(1)8.4×10⁵J……3分  (2)10A……3分       (3)163350J…

：（1）∵V=20L=0.02m3，△t=10℃，
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg，
Q=Cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×20kg×10℃=8.4×105J．
答：水吸收的热量是8.4×105J．
（2）当S拨至1时，电路中只有R1，电阻达到最小，由公式P="U2" R 可知，此时的功率最大，位于一档，
∵U额=220V，P额=2200W，
∴I=P额 U额 ="2200W" 220V =10A．
答：当S拨至1时，热水器正常工作时电路中的电流是10A．
（3）至2时，电路中R1和R2串联，电阻达到最大，由公式P="U2" R 可知，此时的功率最小，位于二档，
∵U额=220V，P额=1210W，
∴R=U额2 P额 ="(220V)2" 1210W =40Ω，
又∵P实=1000W，
∴U2=P实R=1000W×40Ω=40000V2，
故U=200V．