题目内容
【题目】如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。有关参数如表,不考虑温度对电阻丝阻值的影响。
产品名称 | 即热式热水龙头 |
应用场所 | 厨房、卫生间 |
额定功率 | 温水 2200W |
热水 3300W | |
额定电压 | 220V |
额定频率 | 50Hz |
防触电类型 | Ⅰ类(最高等级) |
(1)当开关与1、2触点接通时,电路中的电流是多大_________?
(2)当开关与2、3触点接通时,电路工作1min消耗的电能是多少______ ?R2的电阻值是多大____?
(3)根据实际需要,某物理兴趣小组同学尝试把热水额定功率降为3080W,而温水额定功率不变。则,可以将电热丝_____(选填“R1”或“R2”)改为阻值_____的电阻丝。
【答案】10A 1.98×105 44 R2 55
【解析】
(1)开关与1、2接触时,只有R1工作,水龙头放出的是温水,由表格数据可知,温水功率P温=2200W,由可得,此时电路中的电流:
;
(2)开关与2、3接触时,水龙头放出的是热水,由表格数据可知,热水功率P热=3300W,由可得,工作1min消耗的电能:
;
由图知,开关与1、2接触时,电路为R1的简单电路,此时为温水档;开关与2、3接触时,R1与R2并联,此时为热水档;因电路的总功率等于各用电器功率之和,且R1在两种状态下消耗的功率不变,所以,电阻R2的功率:
,
由可得,R2的电阻值:
(3)要求温水额定功率不变,热水额定功率降为P热′=3080W,则需要改装的电阻为R2,改装后其功率为
,
所以,改装后R2′的电阻值
,
即R2换用阻值为55Ω的电阻。
答:(1)开关与1、2接触时,电路中的电流是10A;
(2)开关与2、3接触时,水龙头工作1min消耗的电能是1.98×105J,R2的电阻值是44Ω;
(3)R2换用阻值为55Ω的电阻。