Question

10．如图1所示，某中学购买了一批IC卡饮水机，下表是它的部分参数．物理兴趣小组同学画出该饮水机的工作电路图．如图2所示．请你回答：

××型号IC卡饮水机
额定电压	220V
加热功率	1210W
保温功率	40W
容积	1.5L
加热效率	大于85%

（1）饮水机处于保温状态时，温控开关S₂应当断开（选填“闭合”或“断开”）．
（2）饮水机正常工作时的最大电流是多大？电热丝R₂的阻值是多大？

Answer 1

分析 （1）当S₁、S₂都闭合时，只有R₂接入电路，电路中电阻最小；当S₁闭合、S₂断开时，R₁与R₂串联，电路中电阻最大，电源电压一定，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$比较功率大小，进而确定饮水机处于加热状态还是保温状态；
（2）饮水机正常工作，处于加热状态时，通过的电流最大，利用P=UI求最大电流；利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求电路中电阻，即R₂的阻值．

解答 解：
（1）当S₁、S₂都闭合时，只有R₂接入电路，电路中电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时电功率最大，饮水机处于加热状态；当S₁闭合、S₂断开时，R₁与R₂是串联连接，电路中电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此时电功率最小，饮水机处于保温状态；
（2）当S₁、S₂都闭合时，只有R₂接入电路，电路中电阻最小，饮水机处于加热状态，此时电路中电流最大，
由P=UI可得最大电流：
I_最大=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{1210W}{220V}$=5.5A；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω．
故答案为：（1）断开；
（2）饮水机正常工作时的最大电流是5.5A，电热丝R₂的阻值是40Ω．

点评 本题考查了电功率主公式P=UI及其推导公式的应用，关键是饮水机加热、保温档的判断．