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=4.2×103J/（kg℃））

**牌智能滾筒洗衣機
額定電壓	220V
加熱功率	2400W
設定溫度范圍	30℃～90℃
電動機功率	240W
防電墻電阻	1×106Ω

（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】

(1)水吸收的熱量： Q吸＝c水m水(tt0)＝4.2×l03J/(kg℃)×10kg×(50℃20℃)＝1.26×l06J，

洗衣機加熱消耗的電能：W＝Pt＝2400W×1050s＝2.52×106J，

洗衣機加熱的效率：η＝ ＝＝50%

(2)由電路圖可知,當旋鈕旋至1檔時,電熱絲R1與R2并聯，洗衣機處于加熱狀態，

由P＝UI＝得,電熱絲R1的加熱功率： P1＝ ＝2200W，電熱絲R2的加熱功率： P2＝PP1＝2400W2200W＝200W，則電熱絲R2的阻值： R2＝＝242Ω， (3)洗衣機處于保溫洗滌狀態時,電熱絲R2與電動機并聯，則電熱絲R2和電動機的總功率： P總＝P2+P電動＝200W+240W＝440W，保溫洗滌的干路電流： I＝＝2A， (4)防電墻與人的電阻串聯，根據串聯電路電阻特點可知，電路總電阻： R＝R0+R人＝1×106Ω+1×105Ω＝1.1×106Ω，串聯電路中的電流： I0＝＝2×104A，由歐姆定律得，此時人體的電壓： U人＝I0R人＝2×104A×1×105Ω＝20V，因為U人小于36V，所以防電墻技術能保證人的安全。