Question

15．如图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路图R₁、R₂为电热丝．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表．不考虑温度对电阻丝值的影响，请回答下列问题：
（1）开关与1、2接触时，水龙头放出的水是温（填“温”、“热”）水，此时电路中的电流多大？
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少？
（3）R₂的电阻值多大？

产品名称	即热式热水龙头
应用场所	厨房、卫生间
额定功率	温水（2200W）
	热水（3300W）
额定电压	220V
额定频率	50Hz
防触电类型	Ⅰ类（最高等级）

Answer 1

分析 （1）开关与1、2接触时，电阻R₁单独接入电路，连入电阻较大，为低温档，水龙头放出的水是温水，利用P=UI求此时电路中的电流；
（2）开关与2、3接触时，电阻R₁、R₂并联接入电路，连入电阻较小，为高温档，水龙头放出的水是热水，利用W=Pt求正常工作50s消耗的电能；
（3）由P=UI求总电流，可得R₂支路的电流，再利用欧姆定律求R₂的电阻值．

解答 解：
（1）开关与1、2接触时，电阻R₁单独接入电路，连入电阻较大，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电功率较小，为低温档，水龙头放出的水是温水；
此时电路中的电流I₁=$\frac{{P}_{温水}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
（2）开关与2、3接触时，电阻R₁、R₂并联接入电路，连入电阻较小，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P_热水=3300W，
正常工作50s，消耗的电能：
W=P_热水t=3300W×50s=1.65×10⁵J；
（3）由P=UI得总电流I=$\frac{{P}_{热水}}{U}$=$\frac{3300W}{220V}$=15A，
R₂支路的电流I₂=I-I₁=15A-10A=5A，
由欧姆定律得：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω．
故答案为：
（1）温；此时电路中的电流为10A；
（2）水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是1.65×10⁵J；
（3）R₂的电阻值44Ω．

点评 本题为电学综合题，考查了电路动态分析、欧姆定律的应用、电功的计算、电功率公式的应用，能分析电路图确定热水、温水时的电路组成是关键．