Question

16．下表为学校提供给学生的饮水机的铭牌，其单个加热装置内部简化电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝，当S₁、S₂均闭合时为加热档，当S₁闭合S₂断开时为保温挡．求：

××牌饮水机
额定电压		220V
额定功率	高温档	1100W
	保温档	440W
电源频率		50Hz

（1）电热丝是利用电流的热效应原理工作的．
（2）饮水机在加热挡正常工作10min所消耗的电能？电路中R₁的阻值？
（3）饮水机在保温挡正常工作时，电路中的电流和R₁的功率？

Answer 1

分析 （1）电热丝发热都是利用电流的热效应工作的；
（2）已知加热挡的功率，又知道电烤箱正常工作，利用公式W=Pt计算消耗的电能；由于加热时只有R₁工作，直接利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出R₁的阻值．
（3）知道保温挡时的额定功率，根据P=UI即可求出电流，利用P=I²R得出R₁的功率．

解答 解：（1）电热丝发热都是利用电流的热效应工作的；
（2）已知加热挡的功率P_加热=1100W，则饮水机在加热挡正常工作10min所消耗的电能：
W=P_加热t=1100W×10×60s=6.6×10⁵J；
由于加热时只有R₁工作，则根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω．
（3）保温挡时的额定功率P_保温=440W，则根据P=UI得：
I_保温=$\frac{{P}_{保温}}{U}$=$\frac{440W}{220V}$=2A．
由图可知：处于保温状态时，R₁与R₂串联，
则R₁的功率P₁=I_保温²R₁=（2A）²×44Ω=176W．
答：（1）电流的热效应．
（2）饮水机在加热挡正常工作10min所消耗的电能为6.6×10⁵J，电路中R₁的阻值为44Ω．
（3）饮水机在保温挡正常工作时，电路中的电流和R₁的功率分别为2A、176W．

点评 首先应明确电路的结构，知道高温档是只有电阻R₁连入电路，当两电阻串联连入电路使用时是低温档；然后能熟练应用串联电路的规律、欧姆定律和电功率的公式解答．