Question

電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態（由機內溫控開關S₀自動控制），從說明書上收集到如下數據及圖所示的電路原理圖．

熱水箱容量	2L
額定電壓	220V
加熱時的功率	400W
保溫時的功率	40W

（1）請分析說明溫控開關S₀斷開時，飲水機處于哪種工作狀態？并簡單分析原因．
（2）求電阻R₂的阻值．
（3）求電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流．
（4）電熱飲水機在加熱狀態下的1min消耗的電能．

Answer 1

分析：（1）溫控開關S₀斷開時，只有R₂連入電路，分析電路電阻的變化，根據P=UI分析電路功率大小可知飲水機處于哪種工作狀態；
（2）求出電阻R₂的功率，然后由功率的變形公式R=

U2

P

求出電阻R₂的阻值；
（3）已知飲水機的額定電壓及加熱時的功率，由功率的變形公式I=

P

U

求出飲水機在加熱狀態下的工作電流；
（4）由W=Pt可以求出飲水機消耗的電能．

解答：解：（1）當S₀斷開時，只有R₂連入電路；當S₀閉合時，R₁ R₂ 均被連入電路，且為并聯．兩種情況相比，當S₀斷開時飲水機的工作電流較小，根據P=UI可知，此時飲水機消耗的電功率也較小．故當S₀斷開時飲水機處于保溫狀態．
（2）電阻R₂的功率P₂=P_保溫=40W，
∵P=

U2

R

，
∴電阻R₂=

U2

P2

=

(220V)2

40W

=1210Ω．
（3）∵P=UI，
∴電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流：
I=

P加熱

U

=

400W

220V

≈1.82A；
（4）電熱飲水機在加熱狀態下，t=1min=60s消耗的電能：
W=P_加熱t=400W×60s=2.4×10⁴J．
答：（1）溫控開關S₀斷開時，飲水機處于保溫狀態．
（2）電阻R₂的阻值為1210Ω．
（3）電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流為1.82A．
（4）電熱飲水機在加熱狀態下的1min消耗的電能為2.4×10⁴J．

點評：分析清楚電路結構、由銘牌求出額定電壓與加熱和保溫時的功率，應用電功率公式及其變形公式即可正確解題．