Question

【題目】如圖所示，是中國家用的電熱水器原理示意圖，
（1）通過開關S可以使熱水器處于加熱或保溫狀態．則閉合開關S時，熱水器處于狀態．
（2）若熱水器的加熱功率為1000W，保溫功率200W， ①電路中的兩個電阻分別是多大？
②在熱水器的蓄水桶中裝水質量為2kg，把這些水由23℃加熱到98℃時需吸收多少熱量？（C水=4.2×103J/kg℃）

Answer 1

【答案】
（1）加熱
（2）解：①當開關S斷開時，R1與R2串聯，閉合S時，電路為R1的簡單電路，所以此時電路中的總電阻最小，

由P= 可知，電壓一定時，電路中消耗的電功率最大，電熱水器處于加熱狀態

當開關S閉合時，電路為R1的簡單電路，電熱水器處于加熱狀態，

由P= 可得，R1的阻值：

R1= = =48.4Ω；

當開關S閉合時，R1與R2串聯，電熱水器處于保溫狀態，

由P= 可得：

R總= = =242Ω；

由于串聯電路的總電阻等于各電阻之和，

所以，R2=R總﹣R1=242Ω﹣48.4Ω=193.6Ω

②當開關S斷開時，R1與R2串聯，閉合S時，電路為R1的簡單電路，所以此時電路中的總電阻最小，

由P= 可知，電壓一定時，電路中消耗的電功率最大，電熱水器處于加熱狀態

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（98℃﹣23℃）

=6.3×105J

答：①電路中的兩個電阻分別是48.4Ω、193.6Ω；②這些水由23℃加熱到98℃時需吸收6.3×105J熱量

【解析】（1）根據P= 可知，當電壓不變時，電阻越小，電功率越大，由電路圖判斷開關閉合時，熱水器的狀態；（2）①當開關S閉合時，電路為R1的簡單電路，電熱水器處于加熱狀態，根據P= 求出R1的阻值； 當開關S斷開時，R1與R2串聯，電熱水器處于保溫狀態，根據P= 求串聯時的總阻值，根據串聯電路的電阻特點求出R2的阻值．②根據熱量公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量．