Question

小明同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，可由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S₀進(jìn)行自動(dòng)控制．小明從說明書上收集到如下表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和如圖所示的電路原理圖．
請解答如下問題：（計(jì)算結(jié)果若不能整除，保留一位小數(shù)）
（1）請分析兩個(gè)開關(guān)分別處于什么狀態(tài)時(shí)，飲水機(jī)為加熱狀態(tài)？說明原因．
（2）這個(gè)電熱飲水機(jī)正常工作時(shí)，在加熱狀態(tài)下的總電流大約是多大？
（3）若電阻R₂的阻值為1210Ω，則電阻R₁的阻值為多少？

額定電壓	220V
頻率	50Hz
額定加熱功率	920W

（4）在用電高峰期．當(dāng)實(shí)際電壓只有200V時(shí)，這個(gè)電熱飲水機(jī)加熱的實(shí)際功率是多大？

Answer 1

分析：（1）開關(guān)S₀斷開時(shí)，只有電阻R₂接入電路，熱水器功率小于開關(guān)S₀閉合時(shí)兩電阻并聯(lián)時(shí)的功率，
因此開關(guān)S₀斷開時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；
（2）由飲水機(jī)銘牌可知飲水機(jī)的額定熱功率是920W，額定電壓是220V，
由電功率的變形公式可以求出飲水機(jī)在加熱時(shí)的電流．
（3）由電功率公式求出電阻R₂的功率，然后由并聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻R₁的功率，
最后由電功率的變形公式求出電阻R₁的阻值．
（4）由電功率公式及并聯(lián)電路特點(diǎn)求出飲水機(jī)的實(shí)際加熱功率．

解答：解：（1）當(dāng)開關(guān)S與溫控開關(guān)S₀都閉合時(shí)，
兩電阻并聯(lián)接入電路，此時(shí)飲水機(jī)功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)．
（2）由飲水機(jī)銘牌可知，額定加熱功率P=920W，額定電壓是220V，
∵P=UI，
∴在加熱狀態(tài)下的總電流大約是：
I=

P

U

=

920W

220V

≈4.2A．
（3）只將電阻R₂接入電路時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，
P₂=

U2

R2

=

(220V)2

1210Ω

=40W，
電阻R₁的功率P₁=P-P₂=920W-40W=880W，
∵P=

U2

R

，
∴電阻R₁=

U2

P1

=

(220V)2

880W

=55Ω；
（4）當(dāng)實(shí)際電壓是200V時(shí)，飲水機(jī)加熱的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

U2

R1

+

U2

R2

=

(200V)2

55Ω

+

(200V)2

1210Ω

≈760.4W．
答：（1）當(dāng)開關(guān)S與溫控開關(guān)S₀都閉合時(shí)，
兩電阻并聯(lián)接入電路，此時(shí)飲水機(jī)功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)．
（2）這個(gè)電熱飲水機(jī)正常工作時(shí)，在加熱狀態(tài)下的總電流大約是4.2A．
（3）若電阻R₂的阻值為1210Ω，則電阻R₁的阻值為55Ω．
（4）在用電高峰期．當(dāng)實(shí)際電壓只有200V時(shí)，這個(gè)電熱飲水機(jī)加熱的實(shí)際功率是760.4W．

點(diǎn)評(píng)：分析清楚電路結(jié)構(gòu)，知道何時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)、何時(shí)處于保溫狀態(tài)，是正確解題的關(guān)鍵，靈活應(yīng)用功率的變形公式、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可以正確解題．