题目

电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图①为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R₁、R₂和自动开关S．

（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？
（2）用电器由照明电路供电U=220V，设加热时用电器的电功率为400W，保温时用电器的电动功率为40W，则R₁和R₂分别为多大？
（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图②所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．

提问时间：2020-07-13

答案

（1）S闭合，电流较大，处于加热状态 
S断开，电流较小，处于保温状态  
（2）由电功率公式得
P₁=

U2

R1

…③
P₂=

U2

R1+R2

…..④
联立③④得R₁=121Ω
R₂=1089Ω
（3）晶体二极管D具有单向导电性，即只有半个周期是工作的，所以②中相当于一半时间加热，一半时间保温，则：
W=P₁

t

2

+P₂

t

2

=0.22kW•h
答：（1）当自动开关S闭合时处于加热状态，断开时，处于保温状态；
（2）R₁的阻值为121Ω，R₂的阻值为1089Ω；
（3）该用电器工作1小时消耗的电能为0.22kW•h．