Question

【题目】如图所示是一款多功能洗衣机的简化电路图．此款洗衣机额定电压220V，它有两个档位，当开关置于位置1时（电路接入R1和R2）为加热状态，消耗功率为2400W；当开关置于位置2时（电路接入R2和电动机）为保温洗涤状态．已知电阻R1的阻值为22Ω，水的比热容为C水=4.2×103J/kg℃]．

（1）在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量
（2）求R2的阻值
（3）已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为多少？

Answer 1

【答案】
（1）

解：水需要吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×20kg×（70℃﹣20℃）

=4.2×106J

答：在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，加热到70℃时水吸收的热量为4.2×106J

（2）

解：R1的功率P1===2200W，

由于当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，则P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W，

由P=得：R2===242Ω

答：R2的阻值为242Ω

（3）

解：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，则P总=P2+P电动机=200W+240W=440W，

由P=UI可得：

答：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为为2A

【解析】（1）知道水的质量，水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）根据P=求出R1的功率，当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，加热电阻正常工作时，加热功率和额定功率相等，则求出R2的功率，根据R=求R2阻值；
（3）洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，求出总功率，根据P=UI求通过电路的电流
【考点精析】利用热量的计算和电功率的计算公式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．