Question

貴州省有關(guān)單位實(shí)施的家電下鄉(xiāng)活動(dòng)中，有種電器是電熱飲水機(jī)，它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開(kāi)關(guān)S₀自動(dòng)控制），從說(shuō)明書(shū)上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的電路原理圖．

熱水箱容量	2L
額定電壓	220V
加熱時(shí)的功率	400W
保溫時(shí)的功率	40W

（1）請(qǐng)分析說(shuō)明溫控開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于加熱還是保溫狀態(tài)．
（2）求電阻R₁的阻值．

Answer 1

分析：（1）溫控開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)時(shí)，只有R₂連入電路，分析電路電阻的大小，根據(jù)電功率公式分析電路功率大小可知飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài)．
（2）飲水機(jī)處于加熱與保溫時(shí)的功率，由功率的變形公式R=

U2

P

求出電阻R₁的阻值；

解答：解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S₀斷開(kāi)時(shí)，只有R₂連入電路；當(dāng)S₀閉合時(shí)，R₁、R₂均被連入電路，
且為并聯(lián)．兩種情況相比，當(dāng)S₀斷開(kāi)時(shí)電路電阻大，飲水機(jī)的工作電流較小，
根據(jù)P=UI可知，此時(shí)飲水機(jī)消耗的電功率也較小，故當(dāng)S₀斷開(kāi)時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．
（2）只用電阻R₂接入電路時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，
∵P=

U2

R

，∴電阻R₂的阻值R₂=

U2

P保溫

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
電阻R₁、R₂并聯(lián)時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，
∵P=

U2

R

，∴電路總電阻R_總=

U2

P加熱

=

(220V)2

400W

=121Ω，
由并聯(lián)電路特點(diǎn)知：

1

R總

=

1

R1

+

1

R2

，
即：

1

121Ω

=

1

1210Ω

+

1

R1

，解得：R₁≈134Ω；
答：（1）溫控開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．
（2）電阻R₁的阻值是134Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)際用電器電功率的分析以及運(yùn)用電功率公式結(jié)合歐姆定律計(jì)算相關(guān)物理量的能力；分析清楚電路結(jié)構(gòu)，知道何時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)、何時(shí)處于保溫狀態(tài)，是正確解題的關(guān)鍵，靈活應(yīng)用功率的變形公式、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可以正確解題．