解题思路:(1)由电路可知,当S1闭合时电路才能工作,则热水器只能工作在两种状态下,一种为两开关均闭合,另一种为只有S1闭合,比较两种状态下的功率大小可知两开关均闭合时的工作状态;根据铭牌中的功率可列出关于R1及R2的两个方程,联立则可解得两电阻的阻值;
(2)根据题目要求,要想实现“机内温控开关S2自动控制”只能将R1R2串联,S2并联在R2两端.
:(1)当S1、S2均闭合时,R1和R2并联,并联后总电阻减小,
由P=
U2
R可得,此时发热量多,故此时热水器处于加热状态时;
保温时,只有R1接入电路,则由功率公式可得:
R1=
U2
P保温=
(220V)2
55W=880Ω,
加热时总功率为605W,则由功率公式得,电路中的总电阻为:R总=
U2
P总=
(220V)2
605W=80Ω;
将R1=880Ω,R总=80Ω代入 [1
R总=
1
R1+
1
R2,
解得R2=88Ω.
(2)要使能实现“机内温控开关S2自动控制”,除了题目所给的方法之外还可以将两电阻串联,将开关与R1并联,则也可以起到加热和保温两种功率,答案如图:
当S2闭合时,电路为加热状态,加热功率P′=
U2
R2=
(220V)2/88Ω]=550W.
答:(1)当开关全闭合时,饮水机处于加热状态,R1的阻值为880Ω,R2的阻值为88Ω;(2)设计电路如上图.
点评:
本题考点: 电功率的计算;电阻的并联;电路图设计.
考点点评: 此题主要考查学生对电功率的计算,欧姆定律的应用电阻的串联和电阻的并联等知识点的理解和掌握,此题的难点在于求两电阻的阻值,此外按题目要求设计电路图,对学生来说也是难点,所以此题属于难题.不过,在初中阶段所考查的电路所为基本的串联或并联,极少出现混合电路,故可以从两种基本电路寻找答案.