Question

飲水機是一種常用的家用電器，其加熱水槽部分工作原理電路圖如圖所示，其中S是一個溫控開關，R₁為電加熱管，當飲水機處于加熱狀態時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，S自動切換到另一處于保溫狀態．
請回答下列問題：
（1）A、B是兩種不同顏色的指示燈．如果用紅色表示正在對水加熱，黃色表示保溫，請標明指示燈的顏色，應該是A為______色，B為______色．
（2）若飲水機加熱時加熱管的功率為550W，而保溫時加熱管的功率為88W，求電阻R₂的阻值（不考慮溫度對阻值的影響，且不計指示燈的阻值）

Answer 1

【答案】分析：（1）從圖中的電路可以看出，加熱時應該是電加熱管正常工作，而保溫時應該是電加熱管無法達到額定電壓而不能正確工作時的狀態，再結合串聯分壓的原理可以看出，當給電加熱管串聯了一個新的電阻時，必然會使其電壓變小，不能正常工作，據此可判斷兩指示燈的顏色；
（2）根據電加熱管正常工作時的功率可求出其電阻的大小，再根據保溫時的功率可求出其在保溫狀態下兩端的電壓與流經的電流，最后利用串聯電路的特點與歐姆定律求出R₂的阻值．
解答：解：（1）讀圖可知，當電加熱管與指示燈A串聯時，能在額定電壓下工作，此時指示燈應為紅色；當電加熱管與R₂串聯時，兩電阻共同分擔電源電壓，使電加熱管不能正常工作，因此，處于保溫狀態，此時指示燈B應為黃色；
故答案為：紅；黃．
（2）家庭電路的電源電壓為220V，則電加熱管的電阻R===88Ω，
保溫狀態下，電加熱管兩端的電壓U_管===88V，
保溫狀態下，電加熱管中的電流I===1A，
保溫狀態下，R₂兩端的電壓U₂=U-U_管=220V-88V=132V，
則R₂的電阻值R₂===132Ω．
答：R₂的阻值為132Ω．
點評：（1）判斷兩燈顏色的關鍵是要明確，當兩電阻串聯時，由于分壓作用，會使原本正常工作的電器無法達到額定電壓，從而功率變小；
（2）求R₂的阻值是本題的難點，關鍵是用好兩個隱含條件，即家庭電路電壓為220V，電加熱管的電阻值不改變，再結合歐姆定律、串聯電路的特點、電功率的變形公式，最終才能做出解答．