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16.如图是一种电热水龙头的电路简图.扇形开关S同时接触两个相邻触点,拨动S,控制流出的水为冷水、温水或热水.已知R1、R2是电热丝,R2=55Ω,温水档的电功率是2.2kW.
(1)电热丝R1的阻值.
(2)电热丝R2工作时,R2消耗的电功率.
(3)S旋到热水档工作1h,电路消耗的电能.

分析 分析清楚电路结构,然后应用电功率公式求出电阻阻值;应用电功率公式求出电阻消耗的电功率;由电功公式求出电路消耗的电能.

解答 解:由图示电路图可知,当开关处于位置2时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知:此时功率最小,可见此时放出的是温水;当开关处于位置3时,电阻R1和R2并联接入电路,电路电阻最变小,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知:此时功率最大,所以此时放出的是热水;
(1)当开关处于位置2时,只有电阻R1接入电路,热水龙头处于温水挡,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热丝R1的阻值:R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{温水}}$=$\frac{(220V)^{2}}{2200W}$=22Ω;
(2)电热丝R2工作时,R2消耗的电功率:P2=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{55Ω}$=880W.
(3)热水挡功率:P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{22Ω}$+$\frac{(220V)^{2}}{55Ω}$=3080W=3.08kW,
S旋到热水档工作1h,电路消耗的电能:W=Pt=3.08kW×1h=3.08kW•h;
答:(1)电热丝R1的阻值为22Ω.
(2)电热丝R2工作时,R2消耗的电功率880W.
(3)S旋到热水档工作1h,电路消耗的电能为3.08kW•h.

点评 (1)本题考查电路分析、效率公式、欧姆定律和电功率公式的应用,解题时要注意隐含条件,电路电压是220V.
(2)大部分家用电热器都是用改变电路电阻的阻值来实现功率的改变,电阻阻值的改变由三种方法:①用开关使几个电阻串联,达到增大电阻,减小功率的目的;②用开关使几个电阻并联,达到减小电阻,增大功率的目的;③用一个开关和电阻并联,开关的闭合可用短路电阻,达到减小电阻,增大功率的目的.

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