Question

（7分）如圖是某型號電熱水器的電路原理圖。R1、R2為電熱絲，將開關S依次置于ab、bc、cd位置時，電熱水器分別處于斷電、保溫、加熱狀態。已知該電熱水器的保溫功率為1.1kW，R2=8.8Ω。各種橡膠絕緣銅芯導線在常溫下安全載流量（長時間通電時的最大安全電流）如下表：

導線規格
導線橫截面積S/ mm 2	2.5	4	6	10
安全載流量I/A	28	37	47	68

 

 

 

 

 

（1）求電熱絲R1的阻值；

（2）從用電安全角度考慮，安裝該電熱水器時，至少應選擇上表中橫截面積為多大的銅芯導線，請通過計算說明；

（3）在加熱狀態下，電熱水器正常工作10min所產生的熱量相當于完全燃燒多少m3煤氣所放出的熱量。（假設電熱水器正常工作時把電能全部轉化為熱能）（煤氣的熱值約為4.0×107J/ m3 ）

 

Answer 1

（1） 44Ω；（2）4 mm 2 ；（3）0.099 m3

【解析】

試題分析：（1）電熱水器保溫時，只有R1工作。R1 = U12/P1= （220V）2/1100w=44Ω

（2）電熱水器加熱時，R1與R2并聯工作。

通過R1的電流：I1= U/R1=220V/44Ω=5A

通過R2的電流：I2= U/R2=220V/8.8Ω=25A

干路中的電流：I= I1+I2=5A+25A=30A選擇導線時，應使導線的安全載流量大于最大電流，所以應選安全載流量為37A的導線，即應選擇表中橫截面積為4 mm 2的銅芯導線；

（3）電熱水器產生的熱量：Q=W=UIt=220V×30A×10×60s=3.96×106J

所需煤氣的體積：V=Q/q=3.96×106J/4.0×107J/m3=0.099 m3

考點：歐姆定律的應用；電功率的計算；電功與熱量的綜合計算