Question

【题目】去年冬天，小辉家在洗手间里安装了图甲所示的某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图乙是它的简化工作原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，当开关置于1时，水龙头放出冷水。阅读该电热水龙头的说明书可知：额定电压为220V，放温水时功率为220W，放热水时功率为4000W。

(1)当开关S置于2、3触点时，水龙头放出的水是温水还是热水？求此时电路的总电流；

(2)R1的电阻是多大？

(3)当水龙头放热水时，如果进水口的水温是14℃，放出热水的水温能达到50℃。如果该水龙头的电热效率为63%，水龙头流出1kg的热水要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg℃）]

Answer 1

【答案】(1)热水，18.2A；(2) 220Ω；(3) 60s

【解析】

(1)开关处于位置1时，电路断路，R1、R2均没有接入电路，放出来的是冷水，开关处于触点1、2时，电阻R1单独接入电路；开关处于触点2、3时，电阻R1和电阻R2并联接入电路，总电阻比开关处于位置1、2时小，电源电压不变，由P＝可知，开关处于位置2、3时，电路中总电阻最小，功率最大，放出来的是热水；此时电路的总电流

I＝≈18.2A

(2)当开关处于位置1、2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，功率小，可见此时放出的是温水；温水功率是220W，R1的电阻

R1＝＝220Ω

(3)水吸收的热量

Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(50℃-14℃)＝1.512×105J

消耗的电能

W＝＝2.4×105J

加热时间

t＝＝60s

答：(1)当开关S置于2、3触点时，水龙头放出的水是热水，求此时电路的总电流为18.2A；

(2)R1的电阻是220Ω；

(3)水龙头流出1kg的热水要加热60s。