Question

某FCD-JT50型家用貯水式電熱水器可以在800W、1200W、2000W三檔功率之間選擇，上下雙加熱棒分層按需加熱，節(jié)省電能．其簡化電路如圖所示．（R₁＜R₂）
（1）當(dāng)自動控制裝置閉合

S₁和S₃

斷開

S₂

（填寫“S₁”、“S₂”或“S₃”）開關(guān)熱水器工作在800W檔；試求出其工作在額定功率800W時(shí)，通過熱水器的額定電流；
（2）工作在額定功率2000W時(shí)，等效總電阻為多大？若75%的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，把25℃的一罐水加熱到75℃，需消耗電能為多少kW?h？

額定電壓：	220V
功率：	800W/1200W/2000W
容量：	50L
額定壓力：	0.75MPa
加熱水溫：	35℃～75℃

Answer 1

分析：（1）電源電壓保持不變，根據(jù)公式P=

U2

R

可判斷開關(guān)熱水器的功率大小；根據(jù)公式I=

P

U

可求工作在額定功率800W時(shí)，通過熱水器的額定電流；
（2）根據(jù)公式R=

U2

P

可求工作在額定功率2000W時(shí)的等效總電阻；根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，再利用公式W=

Q

η

求出消耗的電能．

解答：解：（1）根據(jù)公式P=

U2

R

可知，電源電壓保持不變，電阻越大，功率越小，又因?yàn)镽₁＜R₂；所以當(dāng)電阻工作R₂時(shí)，電路的電功率最小，此時(shí)功率為800W；
所以應(yīng)閉合S₁和S₃，斷開S₂；此時(shí)通過熱水器的額定電流I=

P1

U

=

800W

220V

≈3.64A；
答：工作在額定功率800W時(shí)，通過熱水器的額定電流為3.64A；
（2）工作在額定功率2000W時(shí)，等效總電阻為R=

U2

P2

=

(220V)2

2000W

=24.2?；
水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³×kg/m³×0.05m³=50kg；
水吸收的熱量Q=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（75℃-25℃）=1.05×10⁷J；
消耗電能W=

Q

η

=

1.05×107J

0.75

=1.4×10⁷J≈3.9kW?h．
答：等效電阻為24.2?；消耗電能3.9kW?h．

點(diǎn)評：本題考查電流、質(zhì)量、熱量、消耗電能的計(jì)算，考查知識點(diǎn)比較多，主要考查學(xué)生對知識的靈活運(yùn)用能力；還要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．