Question

为了解决同学们的饮水问题，希望中学为每个班级配备了饮水机，下表是该型号饮水机的铭牌数据，图是它的原理图，其中S是温控开关，R₁是定值电阻，R₂是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处理保温状态．

水桶容量	20L
热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热功率	440W
保温功率	40W

（1）该饮水机的插头为三脚插头，但教室里没有合适的三孔插座，小明说可以将三脚插头中标有E的插脚用钳子掰弯，然后插入两孔插座就可以了，你认为这样做行吗？为什么？
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（3）饮水机在保温状态下工作时，R₁的阻值是多大？（保温功率是指保温状态下整个电路消耗的功率）

Answer 1

分析：（1）家电的三脚插头与三孔插座相连接时，把有金属外壳的用电器的外壳与地线相接，当用电器漏电而使外壳带电，若接上地线，电流就通过地线，流入大地，以防止触电事故的发生；E插脚插入插座时让金属外壳与大地相连，若漏电则先跳闸而防止触电．
（2）已知加热功率和额定电压，根据P=UI求出饮水机正常工作时电路中的电流；
（3）根据加热时的电压和功率以及P=

U2

R

求出R₂的电阻，当R₁与R₂串联时饮水机处于保温状态，再根据P=

U2

R

求出电路中的总电阻，最后根据电阻的串联特点求出R₁的阻值．

解答：解：（1）E插脚插入插座，可以使饮水机的金属外壳与大地相通，若将插脚折弯不插进插座，虽然电器仍能工作，但万一电器的金属外壳和电源火线之间的绝缘皮损坏，使电器外壳带电，人接触会发生触电事故；
（2）根据P=UI可得：
饮水机正常工作时电路中的电流：
I=

P加热

U

=

440W

220V

=2A；
（3）根据P=

U2

R

可得：
R₂=

U2

P加热

=

(220V)2

440W

=110Ω，
保温时，R₁与R₂串联，电路中的总电阻：
R_总=

U2

P保温

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
所以R₁=R_总-R₂=1210Ω-110Ω=1100Ω．
答：（1）不行；若热水器内部导线的绝缘皮破损，使与之接触的饮水机外壳带电，这样容易造成触电事故，使用三角插头和三孔插座可以将外壳接地，避免人在使用时触电；
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2A；
（3）饮水机在保温状态下工作时，R₁的阻值是1100Ω．

点评：本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活应用以及安全用电的原则，注意日常生活中虽然可以将三脚插头中标有E的插脚用钳子掰弯使用，但存在触电的隐患．