Question

家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路．S是热水器的功率选择开关，可选择高、低两种加热功率，R₁、R₂都是发热电阻器．主要的技术指标如下表

额定电压（V）	220	发热电阻类别	电热管
输入功率一档（W）	2200	输入功率二档（W）	1210
温度范围（℃）	20-78	容积（L）	20

（1）把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/]
（2）当S拨至1时，热水器正常工作时电路中的电流是多少？
（3）当S拨至2时．电热管的实际功率只有1000W，实际电压是多少？

Answer

（1）从表中可知水的体积，可利用公式m=ρV计算水的质量，再利用公式Q=Cm△t计算水吸收的热量．
（2）当S拨至1时，首先判断电路的连接情况，再根据公式P=判断热水器处于什么档，已知额定电功率和额定电压，可利用公式I=计算电流．
（3）当S拨至2时，首先判断电路的连接情况，再根据公式P=判断热水器处于什么档，已知额定电功率和额定电压，可利用公式R=计算电阻，已知实际功率，可利用公式U2=P实R计算电压．
【解析】
（1）∵V=20L=0.02m3，△t=10℃，
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg，
Q=Cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×105J．
答：水吸收的热量是8.4×105J．
（2）当S拨至1时，电路中只有R1，电阻达到最小，由公式P=可知，此时的功率最大，位于一档，
∵U额=220V，P额=2200W，
∴I===10A．
答：当S拨至1时，热水器正常工作时电路中的电流是10A．
（3）当S拨至2时，电路中R1和R2串联，电阻达到最大，由公式P=可知，此时的功率最小，位于二档，
∵U额=220V，P额=1210W，
∴R===40Ω，
又∵P实=1000W，
∴U2=P实R=1000W×40Ω=40000V2，
故U=200V．
答：当S拨至2时．电热管的实际功率只有1000W，实际电压是200V．