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）电热器有高温挡和低温挡两种工作状态，请写出电热器的旋钮开关分别接静触点“a”、“b”时所对应的工作状态，并分别求出R₁和R₂的大小；
（2）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，并利用铭牌求出R1的大小；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，根据铭牌求出总电阻，再根据电阻的串联特点求出R2的大小．
（2）根据Q=cm△t和m=ρV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）接“b”处于加热状态，
R1===121Ω；
接“a”处于保温状态，
电路的总电阻R===242Ω，
R2=R-R1=242Ω-121Ω=121Ω．
（2）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：（1）接“b”处于加热状态，接“a”处于保温状态；R1和R2的大小分别为121Ω、121Ω；
（2）电热器的热效率87.5%．