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=4.2×103 J／(kg℃) ）

（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）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？

（4）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）2A。（4）防电墙技术能保证人的安全。

【解析】

试题分析： 由题意可知：（1）水吸收的热量：Q 吸=cm(t2-t1)=4.2×l03J/(kg·℃)×10kg×(50℃-20℃)= 1.26×l06J ，加热消耗的电能：W=Pt=2400W×1050s=2.52×106J，则加热的效率：。

（2）旋至 1 档时洗衣机处于加热状态R1 与 R2 并联，∵P=UI，I=U/R ∴ P=U2/R。R1 电热丝的加热功率：P1=U2/R1=（220V）2/22Ω =2200W；R2 电热丝的加热功率：P2= P- P1=2400W-2200W=200W ，R2 电热丝的阻值：R2=U2/P2=（220V）2/200W=242Ω。

（3）旋至 2 档时R2 与电动机并联，洗衣机处于保温洗涤状态。R2 与电动机的总功率：P 总= P2+P 动=240W+200W=440W，保温洗涤的干路电流：I=P总/U=440W/220V=2A。

（4）防电墙与人的电阻串联，电路总电阻为R总=R+R人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×106Ω，通过电路中的电流I=U/R总=220V/1.1×106Ω=2×10-4A，电阻U人=IR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。