Question

【题目】(海南)小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示(图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化)则：

(1)电热水器正常工作时，电路中电流是多大？(结果保留一位小数)

(2)电热水器正常工作15 min，加热电阻R消耗的电能是多少？

(3)根据题中电路图，再给你一个加热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。设计要求：不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2 000 W，春、秋两季额定功率是4 000 W，冬季额定功率是6 000 W，请画出改装后的电路图，并计算R0。

(4)从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能造成什么后果及影响？(写一种即可)

Answer 1

【答案】 18.2 A 1 kW·h 24.2 Ω ①电路总电流过大；②烧坏电路；③保险丝熔断；④空气开关跳闸；⑤电能表工作不正常或烧坏电能表。

【解析】（1）由P=UI知道，电热水器正常工作时电路的电流是：I=P/U=4000W/220V≈18.2A；

（2）由铭牌知道P=4000W=4kW，所以当t=15min=0.25h时，加热电阻R消耗的电能是：W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；

（3）根据题意知道若满足要求，两加热电阻应采取并联，且分别各用一个开关控制电路，如下图所示：

夏季时：只闭合开关S、S2 时，断开S1，电路为R0的简单电路，功率是：P0=2000W，由P=U2/R得：R0 =U2/P0=(220V)2/2000W=24.2Ω；

春、秋两季时，只闭合开关S、S1 时，断开S2，电路为R的简单电路，功率是：P=2000W；

冬季时：闭合开关S、S1、S2，则R、R0并联，功率是：P总=P0+P=6000W

（4）如果该电热水器直接安装到家庭电路中，由于总功率很大，根据I=P/U知道电路总电流过大，则可能会造成后果有：①电路总电流过大；②烧坏电路；③保险丝熔断；④空气开关跳闸；⑤电能表工作不正常或烧坏电能表。