Question

【題目】教室里的飲水機(jī)有加熱和保溫兩個(gè)工作檔位，其內(nèi)部電路如圖甲所示。其中S2為溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)水溫較低時(shí)，自動(dòng)閉合，使得飲水機(jī)開(kāi)始加熱；水溫較高時(shí)，S2斷開(kāi)，R1、R2同時(shí)工作，起到保溫效果。如果飲水機(jī)不斷電，其正常工作規(guī)律和功率如圖乙所示。

（1）計(jì)算R1的電阻

（2）計(jì)算R2的電阻

（3）同學(xué)們經(jīng)常會(huì)把飲水機(jī)開(kāi)一個(gè)夜晚，從恰好開(kāi)始加熱的時(shí)候計(jì)時(shí)，一個(gè)夜晚的時(shí)間為8h，計(jì)算此飲水機(jī)開(kāi)一晚消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）110Ω；（2）330Ω；（3）1.54kWh

【解析】試題分析：（1）當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，此時(shí)電路為R1 的簡(jiǎn)單電路，由圖乙可知，飲水機(jī)的加熱功率P加熱=440W，

由P=U2R可得，R1的電阻：R1 =U2P加熱=（220V）2440W=110Ω；

（2）當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，此時(shí)R1、R2串聯(lián)，由圖乙可知，飲水機(jī)的保溫功率P保溫=110W，電路的總電阻：R=U2/P保溫=（220V）2/110W=440Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的電阻：R2=R-R1=440Ω-110Ω=330Ω；

（3）由圖乙可知，1h內(nèi)的加熱時(shí)間為15min=h/4，保溫時(shí)間45min=3h/4，

則一個(gè)夜晚的加熱時(shí)間t加熱=h×8/4=2h，保溫時(shí)間t保溫=3/4h×8=6h，

由P=W/t可得，飲水機(jī)開(kāi)一晚消耗的電能：

W=P加熱t加熱+P保溫t保溫=440×10-3kW×2h+110×10-3kW×6h=1.54kWh．