Question

【題目】如圖所示，是某魚缸水溫凋節器的原理圖，

其中R1為阻值可調的電熱絲，開關S2為單刀雙擲開關．開關S1閉合．S2接b時，電路處于加熱狀態；當開關S1斷開、S2接a時，電路處于保溫狀態．已知U=220V，R2=600Ω，R2不會短路．取水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃）．試問：

（1）當電路處于加熱狀態時，通過電阻R2的電流為多少？

（2）當電路處于保溫狀態時，若電路消耗的功率P=48.4W，則電熱絲R1連人電路的阻值應為多少？

（3）當電路處于加熱狀態時，要將缸中m="48.4" kg的水溫度升高△t=2.0℃，現調節電熱絲R1使其阻值為=200Ω，則加熱需多少時間？（假設電熱全部被水吸收，且無熱量散失）

Answer 1

【答案】（1）0.37A

（2）400Ω；

（3）16940s．

【解析】（1）當電路處于加熱狀態時，等效電路圖如下圖所示：

通過電阻R2的電流I2==≈0.37A；

（2）當電路處于保溫狀態時，等效電路圖如下圖所示：

電路的總電阻R===1000Ω，

R1=R﹣R2=1000Ω﹣600Ω=400Ω；

（3）水需要吸收熱量：

Q=c水m水△t=4.2×103J/（kg℃）×48.4kg×2℃=406560J，

電熱絲R1的功率P′===242W，

加熱時間t====16940s．

本題考查了串聯、并聯電阻特點和電功率公式的應用，以及電阻、吸熱、加熱時間的計算，關鍵是公式的靈活運用和開關閉合、斷開時電路連接方式的判斷．