Question

甲图是一种即开即可以用热水的电热水龙头，乙图是它的电路原理图．旋转电热水龙头的手柄可带动切换开关在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换．电热水龙头的部分参数如丙表所示．

额定电压	220V
额定功率	2kW/3.5kW
电热效率	90%
超温保护	55℃

（1）开关处于位置1时，放出的水温最高，试求电热丝R₁的阻值．
（2）当开关处于位置1、进水口的水温接近25℃时，超温保护器就切断了电路．试估算水龙头每分钟可以放出多少千克的热水？

Answer

（1）由电路图可知，开关处于位置1时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据P=可知，电功率最大，放出的水温最高；当开关处于位置2时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最大，功率最小，放出来的是温水，由表可知此时的电功率，根据P=求出电热丝R1的阻值；
（2）超温保护器就切断了电路说明热水的温度接近55℃，根据W=Pt求出当开关处于位置1时每分钟消耗的电能，利用效率公式求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（t2-t1）求出每分钟放出热水的质量．
【解析】
（1）开关处于位置1时，放出的水温最高，说明R1对应的是“温水”档，此时的额定功率为2kW，
由P=可得：
R1===24.2Ω；
（2）超温保护器就切断了电路说明热水的温度接近55℃，
当开关处于位置1时，电热水龙头的功率为3.5kW，
1min消耗的电能：
W=Pt=3.5×103W×60s=2.1×105J，
水吸收的热量：
Q吸=Wη=2.1×105J×90%=1.89×105J，
∵Q吸=cm（t2-t1），
∴每分钟放出热水的质量：
m===1.5kg．
答：（1）电热丝R1的阻值为24.2Ω；
（2）水龙头每分钟可以放出1.5kg的热水．