Question

18．如图甲为常用的电热饮水机，水桶和热水箱总质量为20kg，饮水机与水平地面的接触面积是400cm²，图乙是它的电路原理图，其中S是温控开关，R₁是定值电阻，其阻值为990Ω，R₂是加热电阻，其阻值为110Ω．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态．求：
（1）饮水机处于加热状态时的功率．
（2）保温状态下电路中的电流．
（3）此时电热饮水机对地面的压强．

Answer 1

分析 （1）应用电功率公式可以求出饮水机处于加热状态的功率．
（2）应用串联电路特点与欧姆定律可以求出保温状态时的电流．
（3）饮水机对水平地面的压力等于其重力，应用压强公式可以求出饮水机对地面的压强．

解答 解：（1）由图示电路图可知，饮水机处于加热状态时只有R₂接入电路，
饮水机处于加热状态时的功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{110Ω}$=440W；
（2）由图示电路图可知，保温时两电阻串联，
保温状态下电路电流：I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{990Ω+110Ω}$=0.22A；
（3）饮水机对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{20kg×10N/kg}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5000Pa．
答：（1）饮水机处于加热状态时的功率为440W；
（2）保温状态下电路中的电流为0.22A；
（3）此时电热饮水机对地面的压强为5000Pa．

点评 本题考查了求饮水机的功率、电流、对地面的压强，分析清楚电路结构是正确解题的前提，应用电功率公式、串联电路特点与欧姆定律、压强公式即可解题．