试题

为了解决同学们的饮水问题，希望中学为每个班级配备了饮水机，下表是该型号饮水机的铭牌数据，图是它的原理图，其中S是温控开关，R₁是定值电阻，R₂是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处理保温状态．

水桶容量	20L
热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热功率	440W
保温功率	40W

（1）该饮水机的插头为三脚插头，但教室里没有合适的三孔插座，小明说可以将三脚插头中标有E的插脚用钳子掰弯，然后插入两孔插座就可以了，你认为这样做行吗？为什么？
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（3）饮水机在保温状态下工作时，R₁的阻值是多大？（保温功率是指保温状态下整个电路消耗的功率）

解：（1）E插脚插入插座，可以使饮水机的金属外壳与大地相通，若将插脚折弯不插进插座，虽然电器仍能工作，但万一电器的金属外壳和电源火线之间的绝缘皮损坏，使电器外壳带电，人接触会发生触电事故；
（2）根据P=UI可得：
饮水机正常工作时电路中的电流：
I=

P加热

U

=

440W

220V

=2A；
（3）根据P=

U2

R

可得：
R₂=

U2

P加热

=

(220V)2

440W

=110Ω，
保温时，R₁与R₂串联，电路中的总电阻：
R_总=

U2

P保温

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
所以R₁=R_总-R₂=1210Ω-110Ω=1100Ω．
答：（1）不行；若热水器内部导线的绝缘皮破损，使与之接触的饮水机外壳带电，这样容易造成触电事故，使用三角插头和三孔插座可以将外壳接地，避免人在使用时触电；
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2A；
（3）饮水机在保温状态下工作时，R₁的阻值是1100Ω．
解：（1）E插脚插入插座，可以使饮水机的金属外壳与大地相通，若将插脚折弯不插进插座，虽然电器仍能工作，但万一电器的金属外壳和电源火线之间的绝缘皮损坏，使电器外壳带电，人接触会发生触电事故；
（2）根据P=UI可得：
饮水机正常工作时电路中的电流：
I=

P加热

U

=

440W

220V

=2A；
（3）根据P=

U2

R

可得：
R₂=

U2

P加热

=

(220V)2

440W

=110Ω，
保温时，R₁与R₂串联，电路中的总电阻：
R_总=

U2

P保温

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
所以R₁=R_总-R₂=1210Ω-110Ω=1100Ω．
答：（1）不行；若热水器内部导线的绝缘皮破损，使与之接触的饮水机外壳带电，这样容易造成触电事故，使用三角插头和三孔插座可以将外壳接地，避免人在使用时触电；
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2A；
（3）饮水机在保温状态下工作时，R₁的阻值是1100Ω．