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）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）能保证

【解析】

（1）洗衣机内注入10kg的水，水温由20℃上升到50℃水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×l03J/（kg℃）×10kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×l06J，洗衣机加热消耗的电能：W＝P加热t＝2400W×1050s＝2.52×106J，洗衣机加热的效率：η＝×100%＝×100%＝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＝得，电热丝R1的加热功率：P1＝＝2200W，由表中数据，加热功率为：P＝2400W，则电热丝R2 的加热功率：P2＝P﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，由P＝得，则电热丝R2的阻值：R2＝＝242Ω；

（3）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＝＝2×10﹣4A，由欧姆定律变形公式得，此时人体的电压：U人＝I0R人＝2×10﹣4A×1×105Ω＝20V，因为U人小于36V，所以防电墙技术能保证人的安全。

答：（1）此过程中的加热效率是50%；

（2）R2阻值是242Ω；

（3）防电墙技术能保证人的安全。