Question

【題目】如圖甲所示的一款多功能洗衣機(jī),圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖。此款洗衣機(jī)額定電壓220V , 它有兩個(gè)檔位，當(dāng)開(kāi)關(guān)置于位置1 時(shí)（電路接入R1和R2）為加熱狀態(tài)，消耗功率為2400W ；當(dāng)開(kāi)關(guān)置于位置2 時(shí)（電路接入R2和電動(dòng)機(jī)）為保溫洗滌狀態(tài)。已知電阻R1的阻值為22Ω，水的比熱容為c水＝4.2×103J / ( kg·℃)。

（1）在洗衣機(jī)內(nèi)加入質(zhì)量為20kg 、初溫為20℃的冷水，求加熱到70℃時(shí)水吸收的熱量；
（2）求R2的阻值；
（3）已知洗衣機(jī)在保溫洗滌狀態(tài)下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率為240W ，求此時(shí)通過(guò)電路的總電流為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：水需要吸收的熱量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×20kg×（70℃-20℃）=4.2×106J；
（2）解：由于當(dāng)開(kāi)關(guān)置于位置1時(shí)為加熱狀態(tài)，R1與R2并聯(lián)，則P2=P加熱-P1=2400W-2200W=200W， 由P=U2/R得：R2=U2/P2=(220V)2/200W=242Ω；
（3）解：洗衣機(jī)在保溫洗滌狀態(tài)下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)與R2并聯(lián)，則P總=P2+P電動(dòng)機(jī)=200W+240W=440W， 由P=UI可得： 電路中的電流I=P總/U=440W/220V=2A。

【解析】根據(jù)水的質(zhì)量和溫度差，結(jié)合比熱容計(jì)算水吸收的熱量，根據(jù)電功率計(jì)算公式求電阻的阻值，根據(jù)電功率求電流，此題關(guān)鍵要關(guān)鍵開(kāi)關(guān)的位置判斷電路的連接情況.
【考點(diǎn)精析】利用熱量的計(jì)算和電功率的計(jì)算公式對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來(lái)的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．