Question

【題目】某品牌智能滾筒洗衣機具有洗凈度高、不傷衣物、可設定洗滌溫度、方便安全 等優點。其簡化等效電路如圖所示，此時處于空檔位置。閉合開關 S，旋鈕繞 P 轉動，實 現檔位轉換，旋至 1 檔時 R1、R2 同時工作，洗衣機處于加熱狀態；旋至 2 檔時 R2 和電動機 同時工作，洗衣機處于保溫洗滌狀態。R1 和 R2 均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，R1=22Ω， 主要參數如下表。（C 水=4.2×103 J／(kg℃) ）

（1）洗衣機內注入 10kg 的水，在額定電壓下連續加熱1050 秒，水溫由 20℃上升到 50℃，此過程中的加熱效率是多少？

（2）R2 阻值是多少？

（3）洗衣機處于保溫洗滌狀態時，干路電流是多少？

（4）防電墻技術的應用是洗衣機未來發展的趨勢。防電墻通過在洗衣機內部形成永久性電阻保證人的安全。異常漏電情況下，電流依次經防電墻和人體流入大地，若人體的最大電阻為 1×105Ω，人體的安全電壓不高于 36V，通過計算判斷防電墻技術能否保證人的安全。

Answer 1

【答案】（1）50%。（2）242Ω。（3）2A。（4）防電墻技術能保證人的安全。

【解析】

試題分析： 由題意可知：（1）水吸收的熱量：Q 吸=cm(t2-t1)=4.2×l03J/(kg·℃)×10kg×(50℃-20℃)= 1.26×l06J ，加熱消耗的電能：W=Pt=2400W×1050s=2.52×106J，則加熱的效率：。

（2）旋至 1 檔時洗衣機處于加熱狀態R1 與 R2 并聯，∵P=UI，I=U/R ∴ P=U2/R。R1 電熱絲的加熱功率：P1=U2/R1=（220V）2/22Ω =2200W；R2 電熱絲的加熱功率：P2= P- P1=2400W-2200W=200W ，R2 電熱絲的阻值：R2=U2/P2=（220V）2/200W=242Ω。

（3）旋至 2 檔時R2 與電動機并聯，洗衣機處于保溫洗滌狀態。R2 與電動機的總功率：P 總= P2+P 動=240W+200W=440W，保溫洗滌的干路電流：I=P總/U=440W/220V=2A。

（4）防電墻與人的電阻串聯，電路總電阻為R總=R+R人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×106Ω，通過電路中的電流I=U/R總=220V/1.1×106Ω=2×10-4A，電阻U人=IR人=2×10-4A×1×105Ω=20V

因為 U 人小于 36V，所以防電墻技術能保證人的安全。