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9.如图为一台两档式电热水器的内部简化电路,S为温控开关,当S接a时电路中的电流为5A;当S接b时电路消耗的电功率为22W.求:
(1)R1的电阻;
(2)高温档时电路消耗的电功率;
(3)在低温档工作时,电路中的电流以及10min内R2产生的热量.

分析 (1)当S接a时,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻最小,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热水器处于高温档位,根据欧姆定律求出R1的电阻;
(2)根据P=UI求出高温挡时电路消耗的电功率;
(3)当S接b时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,电功率最小处于低温档位,根据P=UI求出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值,再根据Q=I2Rt求出工作l0min电流通过R2产生的热量.

解答 解:(1)当S接a时,电路为R1的简单电路,电热水器处于高温档位,
根据欧姆定律可得:
R1=$\frac{U}{{I}_{高}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω;
(2)高温挡时电路消耗的电功率:
P=UI=220V×5A=1100W;
(3)当S接b时,两电阻串联,电热水器处于低温档位,
电路中的电流:
I=$\frac{{P}_{低}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A,
电路中的总电阻:
R=$\frac{U}{{I}_{低}}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以R2=R-R1=2200Ω-44Ω=2156Ω,
工作l0min电流通过R2产生的热量:
Q2=I2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J.
答:(1)R1的电阻为44Ω;
(2)高温挡时电路消耗的电功率为1100W;
(3)在低温挡工作l0min,电流通过R2产生的热量为12936J.

点评 本题考查了电阻的串联和欧姆定律、焦耳定律、电功率公式的应用,关键是结合电路图判断高温档位和低温档位.

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