如图为某电热饮水机的电路原理图,饮水机有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度时,S1又闭合重新加热. 已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω.求:
(1)饮水机处于保温状态时的电功率.
(2)饮水机处于加热状态时电路的总功率.
(3)饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能.
解题思路:(1)开关S1自动断开,电路为R1的简单电路,根据P=
U
2
R
求出保温状态时的电功率;
(2)S1又闭合时,两电阻并联,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流,再根据并联电路的电流特点求出加热状态时电路的总电流,利用P=UI电路的总功率;
(3)知道饮水机的保温功率和通电时间,根据W=Pt求出消耗的电能.
(1)开关S1自动断开,电路为R1的简单电路,保温状态时的电功率:
P保温=
U2
R1=
(220V)2
1210Ω=40W;
(2)S1又闭合时,两电阻并联,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴由I=[U/R]可得,两支路的电流分别为:
I1=[U
R1=
220V/1210Ω]=[2/11]A,I2=[U
R2=
220V/121Ω]=[20/11]A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴干路电流:
I=I1+I2=[2/11]A+[20/11]A=2A,
电路中的总功率:
P加热=UI=220V×2A=440W;
(3)饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能:
W=P保温t=40W×10×60s=2.4×104J.
答:(1)饮水机处于保温状态时的电功率为40W;
(2)饮水机处于加热状态时电路的总功率为440W;
(3)饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能为2.4×104J.
点评:
本题考点: 电功率的计算;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功的计算.
考点点评: 本题考查了电功率、电流、电功的计算,关键是公式和规律的灵活运用以及开关闭合、断开时电路连接方式的判断;解决此类题目,首先要搞清串并联电路的电流、电压的关系,同时要掌握电功率的基本计算公式及推导公式,同时要掌握欧姆定律的计算公式及推导公式.
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