Question

电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），从说明书上收集到如下数据及图所示的电路原理图．

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热时的功率	400W
保温时的功率	40W

（1）请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于哪种工作状态？并简单分析原因．
（2）求电阻R₂的阻值．
（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流．
（4）电热饮水机在加热状态下的1min消耗的电能．

Answer 1

解：（1）当S₀断开时，只有R₂连入电路；当S₀闭合时，R₁ R₂ 均被连入电路，且为并联．两种情况相比，当S₀断开时饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小．故当S₀断开时饮水机处于保温状态．
（2）电阻R₂的功率P₂=P_保温=40W，
∵P=，
∴电阻R₂===1210Ω．
（3）∵P=UI，
∴电热饮水机在加热状态下的工作电流：
I==≈1.82A；
（4）电热饮水机在加热状态下，t=1min=60s消耗的电能：
W=P_加热t=400W×60s=2.4×10⁴J．
答：（1）温控开关S₀断开时，饮水机处于保温状态．
（2）电阻R₂的阻值为1210Ω．
（3）电热饮水机在加热状态下的工作电流为1.82A．
（4）电热饮水机在加热状态下的1min消耗的电能为2.4×10⁴J．
分析：（1）温控开关S₀断开时，只有R₂连入电路，分析电路电阻的变化，根据P=UI分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态；
（2）求出电阻R₂的功率，然后由功率的变形公式R=求出电阻R₂的阻值；
（3）已知饮水机的额定电压及加热时的功率，由功率的变形公式I=求出饮水机在加热状态下的工作电流；
（4）由W=Pt可以求出饮水机消耗的电能．
点评：分析清楚电路结构、由铭牌求出额定电压与加热和保温时的功率，应用电功率公式及其变形公式即可正确解题．