Question

【题目】图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用，图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，有关参数如下表，不考虑温度对电阻丝阻值的影响，请回答下列问题：

（1）开关部位与1和2接触时水龙头放出的水是什么水？（选答“温”或“热”）此时电路中的电流多大？

（2）水龙头放热水时，正常工作lmin，消耗的电能是多少？

（3）R2的电阻值多大？

Answer 1

【答案】（1）5A（2）1.98×105J（3）22Ω

【解析】

（1）由电路图可知，开关部位与1和2接触时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电源的电压不变时，电路的总功率最小，水龙头放出的水是温水，根据P＝UI求出此时电路中的电流；（2）由表格数据可知，水龙头放热水时其功率，利用P＝求出正常工作lmin内消耗的电能；（3）开关部位与2和3接触时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，水龙头放出的水是热水，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知R1的电功率不变，根据电路中总功率等于各用电器功率之和求出R2的电功率，利用并联电路的电压特点和P＝UI＝求出R2的电阻值。

（1）由电路图可知，开关部位与1和2接触时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大（大于并联时的总电阻），由P＝UI＝可知，电源的电压不变时，电路的总功率最小，水龙头放出的水是温水，由表格数据可知，水龙头放出的水是温水时的电功率P温＝1100W，由P＝UI可得，此时电路中的电流： I＝＝＝5A；（2）由表格数据可知，水龙头放热水时其功率P热＝3300W，由P＝可得，正常工作lmin内消耗的电能：

W＝P热t＝3300W×60s＝1.98×105J；（3）开关部位与2和3接触时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，水龙头放出的水是热水，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，R1的电功率P温＝1100W不变，因电路中总功率等于各用电器功率之和，

所以，R2的电功率：P2＝P热﹣P温＝3300W﹣1100W＝2200W，因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，R2的电阻值：R2＝＝＝20.1Ω。