Question

电热饮水机的铭牌信息和电路原理图，如图17所示．其加热和保温两种工作状态，由机内温控开关S₂自动控制．

（1）饮水机处于加热状态时，开关S₁、S₂工作状态是：________；饮水机处于保温状态时，开关S₁、S₂工作状态是：________．
（2）推算饮水机的电阻元件R₁的阻值．
（3）利用原有电路元器件，重新设计电路，实现饮水机的加热和保温两种功能，且由机内温控开关S₂自动控制．将电路图画在虚线框内．

Answer 1

解：（1）当S₁、S₂均闭合时，R₁和R₂并联，
此时的加热功率为550W，此时饮水机处于加热状态时；
当S₁闭合S₂断开时，电流只是通过R₂，此时的加热功率为55W；
所以此时饮水机处于保温状态．
故答案为：S₁、S₂均闭合；S₁闭合S₂断开．
（2）R₂===880Ω，
R_总===88Ω，
将R₂=880Ω，R_总=88Ω代入=+，
解得R₁=97.8Ω．
答：饮水机的电阻元件R₁的阻值为97.8Ω．
（3）将R₁R₂串联，S₂并联在R₂两端．如图所示
分析：（1）将饮水机处于加热状态时的加热总功率550W和饮水机处于保温状态时的功率比较即可得出答案．
（2）根据额定电压和保温功率求出R₂，再根据额定电压和加热总功率求出R_总，再利用=+即可求出R₁，
（3）根据题目要求，要想实现“机内温控开关S₂自动控制”只能将R₁R₂串联，S₂并联在R₂两端．
点评：此题主要考查学生对电功率的计算，欧姆定律的应用电阻的串联和电阻的并联等知识点的理解和掌握，此题的难点在第（2），
此外按题目要求设计电路图，对学生来说也是难点，所以此题属于难题．