Question

【題目】如題圖所示，是某種電加熱器的簡(jiǎn)化電路示意圖（圖中1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、高檔的轉(zhuǎn)換）.閱讀該加熱器說(shuō)明書(shū)可知：水箱容積2L，額定電壓220V，加熱時(shí)的功率400W，低溫檔的功率40W.試問(wèn)：

（1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)S置于2、3觸點(diǎn)處時(shí)，電路處于高溫檔還是低溫檔？此時(shí)電路中的電流為多大？（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）R1的電阻值是多大？
（3）該電加熱器在高溫檔時(shí)加熱效率為80%，若將裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃，需要多長(zhǎng)時(shí)間？
【c水=4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)S置于2、3觸點(diǎn)處時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由 可知，功率最小，因此電路處于低溫檔；

由P=UI可知，此時(shí)電路中的電流： ；

答：當(dāng)旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)S置于2、3觸點(diǎn)處時(shí)，電路處于低溫檔；此時(shí)電路中的電流為0.18A；

（2）解：當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到2、4和1、3位置時(shí)，電路為R1的基本電路，由 可知，功率最大，因此電路處于高溫檔；則R1的電阻值： ；

答：R1的電阻值是121Ω；

（3）解：由 可得，裝滿水箱的水后水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，

水從20℃加熱至100℃吸收的熱量：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，

由 ，可得，電加熱器在高溫檔時(shí)消耗的電能： ，

由 可得水從20℃加熱至100℃，需要時(shí)間： ；

答：需要35min．

【解析】本題是電功率的綜合題，要結(jié)合電功率的計(jì)算公式靈活運(yùn)用，在解題時(shí)，要分清相關(guān)的數(shù)據(jù)，以確保計(jì)算的準(zhǔn)確性.