Question

2．如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是它的电路简图．S为旋转扇型开关，可控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R₁、R₂是电热丝，R₂=44Ω，温水档的电功率是2.2kW．试回答下列问题：
（1）S旋到2位置时，水龙头流出的是温水（选填“温水”或“热水”）．
（2）电热丝R₁的阻值是多大？
（3）S旋到热水档时，工作5分钟产生的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据开关位置的改变，判断出电路的连接情况，然后根据电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断功率的大小，由此可知热水或温水的档位；
（2）知道温水功率，利用由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₁的阻值；
（3）S旋到热水档时，知道R₂=44Ω，利用I=$\frac{U}{R}$分别求出通过电阻的电流，根据并联电路的电流特点求出总电流，利用Q=W=UIt求出5分钟产生的热量

解答 解：
（1）当开关处于位置2时，只有电阻R₁接入电路，电路电阻最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此时功率最小，故此时放出的是温水；
（2）温水功率P_温水=2.2kW=2200W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{温水}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{2200W}$=22Ω；
（3）由于S旋到热水档时，电阻R₁和R₂并联接入电路，
根据欧姆定律得：I₁=$\frac{{U}^{\;}}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{22Ω}$=10A，
I₂=$\frac{{U}^{\;}}{{R}_{2}}$=$\frac{220V}{44Ω}$=5A，
所以I=I₁+I₂=10A+5A=15A
工作5分钟产生的热量Q=W=UIt=220V×15A×5×60s=9.9×10⁵J．
答：（1）S旋到2位置时，水龙头流出的是温水；
（2）电热丝R₁的阻值是22Ω；
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是14A

点评 本题考查电路分析、欧姆定律和电功率公式的应用．关键是公式的灵活运用和电饭锅状态的判断．