Question

【题目】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15min，加热电阻 R消耗的电能是多少kWh？
（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2000W，春、秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，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，可能会造成什么后果及影响？（写出一种）

Answer 1

【答案】解：（1）由P=UI可得，电热水器正常工作时电路的电流：
I==≈18.2A；
（2）P=4000W=4kW，t=15min=0.25h，
则正常工作15min加热电阻R消耗的电能：
W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；
（3）由题意可知，两加热电阻应采取并联，分别用一个开关控制电路，如下图所示：

夏季：只闭合开关S、S2时，断开S1时，电路为R0的简单电路，功率P0=2000W，
由P=得：
R0===24.2Ω；
（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=可知电路总电流过大，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．
答：（1）电热水器正常工作时，电路中电流是18.2A；
（2）电热水器正常工作15min，加热电阻 R消耗的电能是1kWh；
（3）R0=24.2Ω；
（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．
【解析】解：（1）由P=UI可得，电热水器正常工作时电路的电流：
I==≈18.2A；
（2）P=4000W=4kW，t=15min=0.25h，
则正常工作15min加热电阻R消耗的电能：
W=Pt=4kW×0.25h═1kWh；
（3）由题意可知，两加热电阻应采取并联，分别用一个开关控制电路，如下图所示：

夏季：只闭合开关S、S2时，断开S1时，电路为R0的简单电路，功率P0=2000W，
由P=得：
R0===24.2Ω；
（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=可知电路总电流过大，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．
答：（1）电热水器正常工作时，电路中电流是18.2A；
（2）电热水器正常工作15min，加热电阻 R消耗的电能是1kWh；
（3）R0=24.2Ω；
（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．
【考点精析】通过灵活运用电功的计算，掌握电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此题．