题目

小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S1 ， 电热水器开始工作，电热水器部分参数如表所示： 额定电压 220V 频率 50Hz 保温功率 220W 加热功率 1980W 水箱容量 50L 设定温度 40℃ （1） 电热丝R1的阻值是多少？ （2） 加热时流过电热丝R2的电流是多少？ （3） 假设将一箱水加热至设定温度时水吸收的热量为4.2×106J，用了50min，则电热水器的效率是多少？ 答案： 解：当只有S1闭合时，R1单独工作，用电器处于保温状态； 由P= U2R 可得：R1= U2P保温 = (220V)2220W =220Ω 解：当两开关都处于闭合状态时，两电阻并联，处于加热状态， R2的功率为P2=P﹣P1=1980W﹣220W=1760W， 由P=UI可得电热丝R2的电流是： I2= P2U = 1760W220V =8A 解：根据题意可知，Q=4.2×106J， 由P= Wt 可得消耗的电能：W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J 热水器的效率为：η= QW ×100%= 4.2×106J5.94×106J ×100%≈70.7%．

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