小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，S1是手動開關，置於熱水器水箱外部；S2是温控開關，置於熱水器水箱內部，當...

問題詳情：

小明家電熱水器的簡化電路圖如圖所示，S1是手動開關，置於熱水器水箱外部；S2是温控開關，置於熱水器水箱內部，當水温低於40℃時自動閉合，達到40℃時自動斷開；R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲．使用時，手動閉合開關S1，電熱水器開始工作．電熱水器部分參數如表所示：

（1）電熱絲R1的阻值是多少？

（2）加熱時流過電熱絲R2的電流是多少？

（3）假設將一箱水加熱至設定温度時水吸收的熱量為4.2×106J，用了50min，則電熱水器的效率是多少？

【回答】

【考點】電功與熱量的綜合計算．

【分析】（1）當開關S1閉合時，熱水器處於保温狀態，利用P=求出電熱絲的電阻；

（2）當兩開關都閉合時，兩電阻並聯處於加熱狀態，結合保温狀態下的功率，求出R2在加熱狀態時的功率，利用P=UI求出通過的電流；

（3）根據W=Pt求出電熱水器消化的電能，然後根據η=×100%即可求出效率．

【解答】解：（1）當只有S1閉合時，R1單獨工作，用電器處於保温狀態；

由P=可得：R1===220Ω；

（2）當兩開關都處於閉合狀態時，兩電阻並聯，處於加熱狀態，

R2的功率為P2=P﹣P1=1980W﹣220W=1760W，

由P=UI可得電熱絲R2的電流是：

I2===8A；

（3）根據題意可知，Q=4.2×106J，

由P=可得消耗的電能：W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J

熱水器的效率為：

η=×100%=×100%≈70.7%．

答：（1）電熱絲R1的阻值是220Ω；

（2）加熱時流過電熱絲R2的電流是8A；

（3）電熱水器的效率是70.7%．

知識點：焦耳定律

題型：計算題