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11.如图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图,图乙是它的有关参数,它有加热和保温两种工作状态(有机内温控开关S0自动控制),试问:(当电路总功率较大时饮水机处于加热状态,当电路总功率较小时饮水机处于保温状态)

(1)温控开关S0闭合时饮水机处于什么状态?
(2)R1和R2的电阻值各是多大?
(3)S0闭合1min后断开,又通电5min,在这个过程中饮水机一共消耗了多少电能?
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分析 (1)电源电压一定,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知功率大时,总电阻小,结合图甲分析即可;
(2)根据加热和保温功率,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,分别计算出两电阻的阻值;
(3)由W=Pt计算S0闭合和断开时饮水机消耗的电能.

解答 解:
(1)由图当温控开关S0断开时,两电阻串联,总电阻R=R1+R2;当温控开关S0闭合时,只有R1连入电路中.
电源电压一定,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,S0断开电路总电阻大,电功率小,为保温状态,S0闭合时为加热状态;
(2)由电热饮水机参数可知,加热功率:P加热=1210W,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R1的电阻值:
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1210W}$=40Ω;
电热饮水机保温功率:P保温=40W,
所以:R1+R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$,
所以R2的电阻值:
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$-R1=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$-40Ω=1170Ω;
(3)S0闭合1min后断开,又通电5min,这个过程中饮水机一共消耗电能:
W=P加热t+P保温t′
=1210W×60s+40W×5×60s
=8.46×104J.
答:(1)温控开关S0闭合时饮水机处于加热状态;
(2)R1和R2的电阻值分别是40Ω和1170Ω;
(3)S0闭合1min后断开,又通电5min,在这个过程中饮水机一共消耗了8.46×104J电能.

点评 本题考查了电功和电功率公式的应用,正确分析开关在不同状态下电热饮水机的工作状态是关键.

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