Question

某FCD-JT50型家用贮水式电热水器可以在800W、1200W、2000W三档功率之间选择，上下双加热棒分层按需加热，节省电能．其简化电路如图所示．（R₁＜R₂）
（1）当自动控制装置闭合______断开______（填写“S₁”、“S₂”或“S₃”）开关热水器工作在800W档；试求出其工作在额定功率800W时，通过热水器的额定电流；
（2）工作在额定功率2000W时，等效总电阻为多大？若75%的电能转化为水的内能，把25℃的一罐水加热到75℃，需消耗电能为多少kW•h？

额定电压：	220V
功率：	800W/1200W/2000W
容量：	50L
额定压力：	0.75MPa
加热水温：	35℃～75℃

Answer

（1）电源电压保持不变，根据公式P=可判断开关热水器的功率大小；根据公式I=可求工作在额定功率800W时，通过热水器的额定电流；
（2）根据公式R=可求工作在额定功率2000W时的等效总电阻；根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量，再利用公式W=求出消耗的电能．
【解析】
（1）根据公式P=可知，电源电压保持不变，电阻越大，功率越小，又因为R1＜R2；所以当电阻工作R2时，电路的电功率最小，此时功率为800W；
所以应闭合S1和S3，断开S2；此时通过热水器的额定电流I==≈3.64A；
答：工作在额定功率800W时，通过热水器的额定电流为3.64A；
（2）工作在额定功率2000W时，等效总电阻为R===24.2Ώ；
水的质量m=ρV=1.0×103×kg/m3×0.05m3=50kg；
水吸收的热量Q=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（75℃-25℃）=1.05×107J；
消耗电能W===1.4×107J≈3.9kW•h．
答：等效电阻为24.2Ώ；消耗电能3.9kW•h．