题目内容
【题目】小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示：
额定电压 | 220V |
频率 | 50Hz |
保温功率 | 220W |
加热功率 | 1980W |
水箱容量 | 50L |
设定温度 | 40℃ |
(1)电热丝R1的阻值是多少？
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少？
(3)假设将一箱水加热至设定温度时水吸收的热量为4.2×106J，用了50min，则电热水器的效率是多少？
【答案】(1)220Ω；(1)8A；(1)70.7%。
【解析】
(1)当只有S1闭合时，R1单独工作，用电器处于保温状态；
由P=
可得：
R1=
=
=220Ω；
(2)当两开关都处于闭合状态时，两电阻并联，处于加热状态，R2的功率为：
P2=PP1=1980W220W=1760W，
由P=UI可得电热丝R2的电流是：
I2=
=
=8A；
(3)根据题意可知，Q=4.2×106J，由P=
可得消耗的电能：
W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J，
热水器的效率为：
η=
×100%=
×100%≈70.7%。
答：(1)电热丝R1的阻值是220Ω；
(2)加热时流过电热丝R2的电流是8A；
(3)电热水器的效率是70.7%。
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