题目内容

18.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.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.有关参数如下表.不考虑温度对电阻丝的影响,请回答下列问题:
(1)分析电路图可知,当开关置于0、1时,电路处于断路;水龙头放出的水是冷水;开关置于1、2时,只有R1接入电路,水龙头放出的水是温(选填“温”或“热”)水.此时电路中的电流是多大?
(2)水龙头放热水时,正常工作1min,消耗的电能是多少?
(3)根据表格中的数据,求R2的电阻是多大?
额定电压220V
额定功率温水2200W
热水3000W

分析 (1)根据开关位置的改变,判断出电路的连接情况,然后根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断功率的大小,由此可知热水或温水的档位;利用P=UI求电路工作电流;
(2)知道温水功率,利用W=Pt求消耗的电能;
(3)知道热档的电功率和温水档的功率,求出R2消耗的电功率,利用P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R2的阻值.

解答 解:
(1)当开关处于位置0、1时,电路是断路,此时放出的是冷水;当开关处于位置1、2时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知:此时功率最小,可见此时放出的是温水;
由表中数据可知:当开关处于位置1、2时,电路的功率为2200W,由P=UI得,此时电路工作电流:
I=$\frac{{P}_{温}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A;
(2)水龙头放热水时,电路的总功率是3000W,正常工作1min消耗的电能:
W=P热t=3000W×60s=1.8×105J;
(3)温水状态下,只有R1工作,故R1消耗的功率:P温水=2200W,
热水状态下,电阻R1、R2并联,R2消耗的电功率P2=P热-P温=3000W-2200W=800W,
R2的电阻:
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{800W}$=60.5Ω.
故答案为:
(1)温;此时电路中的电流是10A;
(2)水龙头放热水时,正常工作1min,消耗的电能是1.8×105J;
(3)R2的电阻是60.5Ω.

点评 本题考查电路分析、效率公式、欧姆定律和电功率公式的应用,解题时要注意隐含条件,电路电压是220V.

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