问题 计算题

如图1是某热水器的电路原理图.烧水时,按下温控开关S和a、b接触,红色指示灯亮,加热档工作,电热管的功率是880W.当水温升到设定温度t1时,温控开关接触点断开,电热管停止加热.当水温下降到设定温度t2时,S自动上升与接触点c接通,黄色指示灯亮,保温档工作,电热管的功率是220W.当水温上升到设定温度t1时,温控开关触点断开,电热管停止加热.如此不断往复使水温保持在设定的温度范围内,(指示灯电阻很小,计算时可忽略不计)

(1)试分析R2在电路中所起的作用.

(2)求R1的大小.

(3)图2是该热水器工作时温度随时间变化的图象,求30min内电热管消耗的电能.

答案

解:

(1)由电路图知:电阻R2与指示灯串联,电阻R2在电路中起分压作用,可以避免指示灯两端电压太大而烧坏指示灯,因此电阻R2是一个保护电阻,保护指示灯不被烧坏;

(2)①由电路图知:当温控开关S和a、b接触时,只有电热管接入电路,

此时热水器处于加热状态,则电热管的电阻

②开关S与c点接触时,电阻R1与电热管串连接入电路,此时热水器处于保温状态,

热水器处于保温状态时,流过电热管的电流

③热水器处于保温状态时,开关S与接触点c接通,由电路图知,

电阻R1与电热管串连接入电路,此时电路总电阻:R=

则电阻R1的阻值R1=R﹣R=110Ω﹣55Ω=55Ω;

(3)由温度﹣时间图象知:

在前t1=5min=300s内热水器处于加热状态,功率P加热=880W,

在5min~15min、20min~30min内热水器停止工作,在15min~20min内热水器处于保温状态,保温功率P保温=220W,保温时间t2=20min﹣15min=5min=300s,

在30min内电热管消耗的电能:

W=W1+W2=P加热t1+P保温t2=880W×300s+220W×300s=3.3×105J;

单项选择题
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