Question

如图所示是某电热器的电路图，下表是该电热器说明书上的部分参数．

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热功率	400W
保温功率	200W

（1）电热器的旋钮开关接静触点“a”时，R₁和R₂是______联的，这时对应电热器的______挡（选填“高温”或“低温”）
（2）分别求出R₁和R₂的大小；
（3）某次使用高温挡正常工作时，10min内满箱水温度从20℃升高到45℃，求电热器的热效率．

Answer

（1）由电路图可知，当旋钮开关接静触点“b”时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，根据P=可知此时电热器处于加热状态，当旋钮开关接静触点“a”时，R1、R2串联，此时电路中的电阻最大，此时电热器处于保温状态．
（2）利用铭牌根据R=求出加热状态时R1的大小和保温时的总电阻，再根据电阻的串联特点求出R2的大小．
（3）根据m=ρV和Q=cm△t求出水吸收的热量，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用效率公式求出电热器的热效率．
【解析】
（1）当旋钮开关接静触点“a”时，R1和R2是串联，电路中总电阻最大，根据P=可知此时电热器处于保温状态；
当旋钮开关接静触点“b”时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，根据P=可知此时电热器处于加热状态．
故答案为：串；保温．
（2）加热状态，P加热=400W，则
R1==121Ω；
保温状态，P保温=200W，则总电阻
R===242Ω，
R2=R-R1=242Ω-121Ω=121Ω．
答：R1和R2的大小均为121Ω．
（3）水吸收的热量：
Q=cm△t=cρV△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×2×10-3m3×（45℃-20℃）=2.1×105J，
消耗的电能：
W=Pt=400W×10×60s=2.4×105J，
电热器的热效率：
η===87.5%．
答：电热器的热效率为87.5%．