Question

如圖示為一款有高、低溫兩檔的電熱水器電路原理圖．R₁，R₂為電熱絲，其中R₁=44Ω．
（1）分析電路圖，閉合S₁，當S₂______時，熱水器處于高溫檔．
（2）熱水器處于低溫檔時，通過電路的電流是多大？此時熱水器的功率是多少？
（3）若該款熱水器正常工作時高溫擋功率為2000W．請你通過計算，求出電阻R₂的阻值應為多少？

Answer 1

解：（1）加熱和保溫屬于兩個過程，加熱時功率大，保溫時功率小，根據P=可知，兩個過程的電源電壓相同，電阻越小，功率越大；
當開關S₁、S₂均閉合時，R₁和R₂并聯接入電路，此時電路中的總電阻最小，功率最大，電熱水器處于加熱狀態；
當開關S₁閉合、S₂斷開時，電路中只有R₁，電路中的總電阻變大，電壓不變，功率變小，加熱器處于保溫狀態；
（2）熱水器處于低溫檔時，電路為R₁的簡單電路，
根據歐姆定律可得，通過電路的電流：
I₁===5A，
此時熱水器的功率：
P₁=UI₁=220V×5A=1100W；
（3）熱水器處于低溫檔時，R₁和R₂并聯接入電路，
R₂的功率：
P₂=P-P₁=2000W-1100W=900W，
∵并聯電路中，各支路兩端的電壓相等，
∴R₂==≈53.8Ω．
答：（1）閉合；
（2）熱水器處于低溫檔時，通過電路的電流是5A，此時熱水器的功率是1100W；
（3）電阻R₂的阻值約為53.8Ω．
分析：（1）知道加熱功率大于保溫時的功率，根據公式P=可知，加熱時電路的總電阻較小，再根據并聯電路的電阻特點判斷電路中電阻的大小關系，從而可以判斷出電熱水器處于處于什么狀態；
（2）熱水器處于低溫檔時，電路為R₁的簡單電路，根據歐姆定律求出通過的電流，根據P=UI求出此時熱水器的功率；
（3）熱水器處于低溫檔時，R₁和R₂并聯接入電路，此時的熱水器的功率等于兩電熱絲的功率之和，求出R₂的功率，根據并聯電路的電壓特點和P=求出電阻R₂的阻值．
點評：本題的關鍵是根據電功率公式判斷出高溫檔和低溫檔時電路的工作狀態，要注意無論是串聯電路還是并聯電路總功率都等于各用電器功率之和．