Question

【题目】小明家新安装了如图甲所示是一种速热水龙头，图乙是它的电路简图。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，其部分参数可参照铭牌所示，试回答或求解下列问题：

（1）计算出R1和R2的电阻值；

（2）出热水时速热水龙头1min内能将1.5kg的水从10℃加热到35℃，求水吸收的热量和此速热水龙头的加热效率（效率的结果保留两位有效数字，水的比热容为4.2×103J/（kg℃））。

Answer 1

【答案】（1）44Ω和22Ω；（2）5.25×104J； 80%。

【解析】分析：（1）由电路图可知，当扇形开关S旋到2位置时，只有R1接入电路，电路电阻较大，根据可知，电路功率较小，水龙头处于温水挡，根据欧姆定律的变形公式求出电阻R1的阻值；当扇形开关S旋到3位置时，电热丝R1和R2并联，根据可知，电路功率较大，水龙头处于热水挡，根据并联电路电流规律可知和欧姆定律求出电阻R2的阻值；

（2）知道水的比热容、水的质量、初温和末温，根据求出水吸收的热量；然后根据求出电流做的功，最后根据求出此速热水龙头的加热效率。

解答：（1）由电路图可知，当扇形开关S旋到2位置时，只有R1接入电路，电路电阻较大，根据可知，电路功率较小，水龙头处于温水挡，由得，电阻R1的阻值：当扇形开关S旋到3位置时，电热丝R1和R2并联，根据可知，电路功率较大，水龙头处于热水挡，根据并联电路电流规律可知，通过电阻R2的电流：，则电阻R2的阻值：。

（2）水吸收的热量：加热时间，电流做功：，则此速热水龙头的加热效率：。

答：（1）R1和R2的电阻值分别为44Ω和22Ω；

（2）水吸收的热量为5.25×104J；此速热水龙头的加热效率约为80%。