Question

10．某種型號(hào)的電熱飲水機(jī)如圖甲所示．圖乙是它的電路原理圖，其中電熱絲R₁與R₂的阻值不變．溫控開(kāi)關(guān)S可以根據(jù)熱水箱中水的溫度，自動(dòng)控制飲水機(jī)處于加熱或是保溫狀態(tài)．如表是這臺(tái)電熱飲水機(jī)的銘牌．求：

水桶容量	20L
熱水箱容量	1.2L
額定電壓	220V
加熱功率	1100W
保溫功率	40W

（1）在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流；（請(qǐng)畫(huà)出相關(guān)狀態(tài)的等效電路圖）
（2）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作6min所消耗的電能為多少度．

Answer 1

分析 飲水機(jī)所處的狀態(tài)根據(jù)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí)連入的電阻即可判斷．當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，只有電阻R₂接入電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R₁和R₂串聯(lián)接入電路，由電功率的公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可判斷飲水機(jī)處于什么狀態(tài)．
（1）知道飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，又知道加熱功率和額定電壓，可利用公式I=$\frac{P}{U}$即可求得正常工作時(shí)電路中的電流．
（2）知道飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，又知道加熱功率和工作時(shí)間，可利用公式W=Pt計(jì)算出消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，只有電阻R₂接入電路，如圖所示．
此時(shí)總電阻最小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路的功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，

由P=UI可得，飲水機(jī)加熱時(shí)電流：I_加=$\frac{{P}_{加}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（2）工作時(shí)間t=6min=0.1h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱狀態(tài)6min消耗的電能：
W=P_加t=1.1kW×0.1h=0.11kW•h=0.11度．
答：（1）在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流為5A；等效電路圖見(jiàn)上圖；
（2）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作6min所消耗的電能為0.11度．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵：一是電功率公式和電功公式的靈活運(yùn)用，二是利用表格和電路圖解決實(shí)際問(wèn)題的能力．