Question

某品牌家用智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝，其阻值不受温度影响，R₁＝22Ω，P为功能转换旋钮，可实现“加热”“热洗”和“关”等状态的转换，其参数如下表所示。闭合开关S，旋钮P旋至1时，洗衣机处于______状态。某次正常洗涤时洗衣机内注入10L的水，加热10min，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是______；换成“热洗”后继续洗涤15min，消耗的电能是______J。[ρ_水＝1×10³kg/m³，c_水＝4.2×10³J/（kg·℃）]

**牌智能滚筒洗衣机
额定电压	220V
加热功率	2400W
设定温度范围	30℃～90℃
电动机功率	240W
防电墙电阻	1×10^6Ω

Answer

加热 87.5% 3.96×105

【解析】

由图可知，当旋钮P旋至1时，电阻R1、R2并联接入电路，电动机断路，所以洗衣机处于加热状态；水的质量m＝ρ水V＝1×103kg/m3×10×10－3m3＝10kg，水吸收的热量Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（50℃－20℃）＝1.26×106J，加热状态时的功率P加热＝2400W，加热10min消耗的电能W1＝P加热t＝2400W×10×60s＝1.44×106J，加热效率η＝×100%＝×100%＝87.5%；加热时R1消耗的功率P1＝＝＝2200W，则R2消耗的功率P2＝P加热－P1＝2400W－2200W＝200W，当洗衣机处于“热洗”状态时，电阻R2和电动机并联接入电路，洗涤15min消耗的电能W2＝（P2＋P电动机）t＝（200W＋240W）×15×60s＝3.96×105J。