某中学为解决同学们的饮水问题，给每个班级配备了一台饮水机，如图所示是该类型饮水机的工作电路原理图．图中R1、R...

问题详情：

某中学为解决同学们的饮水问题，给每个班级配备了一台饮水机，如图所示是该类型饮水机的工作电路原理图．图中R1、R2是发热电阻，S1自动控制开关，S2是电源开关．当饮水机处于加热状态时，电路消耗的功率是500W；当饮水机处于保温状态时，电路消耗的功率是加热状态的．

初三（3）班的李明同学对饮水机产生了浓厚的兴趣，她对本班饮水机工作情况做了如下统计：

（1）饮水机平均每天通电时间为7.5小时；

（2）饮水机平均每天加热和保温的时间之比为1：4；

（3）炎热的夏天，该班平均每天喝1.5桶（约35L）纯净水．

据此，请你根据所学知识帮助李明同学解决以下几个问题：

①说明开关S1、S2的通断与饮水机工作状态的关系，并计算电路中R1、R2的阻值；

②该饮水机每天消耗的电能；

③若每桶水8元，电价0.5元/度，则该班每天用于饮水的班费为多少元？

【回答】

【考点】欧姆定律的应用；电功的计算．

【分析】（1）分析电路结构，电源电压一定，由电功率公式P=判断开关S1、S2接通与断开时，

饮水机处于什么状态；由电功率公式P=的变形公式求出电阻R1、R2的阻值．

（2）根据题意求出饮水机加热与保温的时间，然后由电功率的变形公式求出饮水机消耗的电能．

（3）根据用水量与耗电量求出每天的花费．

【解答】解：（1）由电路图可知，开关S2断开时，饮水机停止工作；

开关S2闭合，S1断开时，两电阻串联接入电路，电路电阻较大，

由电功率公式P=可知，此时功率越小，饮水机处于保温状态；

开关S1闭合时，电阻R2被短路，只有电阻R1接入电路，电路电阻较小，

由电功率公式P=可知，此时电功率越大，饮水机处于加热状态；

∵P=，∴电阻R1的阻值R1==═96.8Ω，

500W×=10W；

两电阻的串联阻值R=R1+R2===4840Ω，

R2=R﹣R1=4840Ω﹣96.8Ω=4743.2Ω；

（2）由题意知，饮水机每天加热时间t1=7.5h×=1.5h，

保温时间t2=7.5h×=6h，饮水机每天消耗的电能

W=P加热t1+P保温t2=0.5kW×1.5h+0.01kW×6h=0.81kW•h；

（3）每天用于饮水机的班费为0.5元/度×0.81度+8元/桶×1.5桶=12.405元；

答：（1）开关S2闭合，S1断开时，饮水机处于保温状态，

开关S2闭合，S1闭合时，饮水机处于加热状态；

电阻R1的阻值是96.8Ω，电阻R2的阻值是4743.2Ω．

（2）饮水机每天消耗的电能是0.81kW•h．

（3）每天用于饮水机的班费为12.405元．

知识点：电功率

题型：计算题