Question

家樂牌電熱水器的簡化電路如圖所示，A為自動溫度開關，當水的溫度達到設定溫度時自動斷開電路，低于設定溫度時，自動接通電路。S是熱水器的功率選擇開關，可選擇高、低兩檔加熱功率，R₁、R₂都是發熱電阻器。主要的技術指標如下表

(1)把一箱水溫度升高10℃時，水吸收的熱量是多少?
(2)當熱水器在高檔正常工作時，電路中的電流是多少?
（3）當S撥至2時．電熱管的實際功率只有1000W，實際電壓是多少？

Answer 1

(1)8.4×10⁵J……3分  (2)10A……3分       (3)163350J…解析:
：（1）∵V=20L=0.02m3，△t=10℃，
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg，
Q=Cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×20kg×10℃=8.4×105J．
答：水吸收的熱量是8.4×105J．
（2）當S撥至1時，電路中只有R1，電阻達到最小，由公式P="U2" R 可知，此時的功率最大，位于一檔，
∵U額=220V，P額=2200W，
∴I=P額 U額 ="2200W" 220V =10A．
答：當S撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流是10A．
（3）至2時，電路中R1和R2串聯，電阻達到最大，由公式P="U2" R 可知，此時的功率最小，位于二檔，
∵U額=220V，P額=1210W，
∴R=U額2 P額 ="(220V)2" 1210W =40Ω，
又∵P實=1000W，
∴U2=P實R=1000W×40Ω=40000V2，
故U=200V．