Question

【題目】在綜合實踐活動中，小星設計了一種電熱飲水機電路。如圖甲所示，R1和R2均為電熱絲，S2是自動控制開關，可實現“低檔”、“高檔”之間的轉換，飲水機工作時功率隨時間的關系如圖乙所示。求：

（1）低檔位工作時，通過電阻R1的電流；

（2）電阻R2的阻值；

（3）前20min內電路消耗的總電能。

Answer 1

【答案】（1）0.2A；（2）100Ω；（3）3.432×105J

【解析】

S1閉合、S2斷開時，為R1的簡單電路，再閉合S2時兩電阻并聯，根據并聯電阻的規律，由P=可知，S2斷開時，為低溫檔，S2閉合時為高溫檔；

（1）由圖乙可知，低溫檔的功率為44W，根據P=UI可得，通過電阻R1的電流：I==0.2A；

（2）由圖知高溫檔功率P2=528W；故R2的功率為：P′=P2-P1=528W-44W=484W；

R2的阻值：R2==100Ω；

（3）高溫檔功率P2=528W；t2=10min=600s；

10min高溫檔電路消耗的電能：W2=P2t2=528W×600s=3.168×105J；

低溫檔功率P1=44W，前20min內低溫檔的工作時間：t1=10min=600s；

消耗的電能為：W1=P1t1=44W×600s=2.64×104J；

前20min內電路消耗的總電能：W=W1+W2=2.64×104J+3.168×105J=3.432×105J。

答：（1）低檔位工作時，通過電阻R1的電流為0.2A；

（2）電阻R2的阻值為100Ω；

（3）前20min內電路消耗的總電能為3.432×105J。