Question

初三物理题，求详细解答

李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S0自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．如图是该饮水机的电路原理图．李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1千克水时，饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止．问：
（1）温控开关S0在何种状态（断开或闭合）时，饮水机处在保温状态？
SO断开为保温状态，为什么？
图：

Answer 1

如原理图

首先要弄清哪是高温档哪是低温档

首先非含源电路或者说纯电阻电路中电功率P=I²R

当开关S2闭合，R2被短路，不会对R1造成分压，R1中电流I1最大，此时R1发热功率最大，反之，当开关断开，R2被接入电路，会对R1分压，此时R1中电流较小，R1的电功率较小。

因此，高温档应是开关S2闭合情况，而保温档应该是开关S2断开的情况。

Answer 2

看不到你电路图，不过估计应该是两个电阻并联，SO控制其中一个电阻
当SO断开时SO控制的那个并联电阻断开了，整个并联电路电阻增大，而电压不变由P=U*U/R知U所以功率减小，所以为保温状态
当SO连上时并联总阻值为（R1+R2）/（R1*R2)是小于其中任何一个电阻的

追问

如果电路图是串联呢？串联又是怎么一回事？

Answer 3

看成是纯电阻电路P=U^2/R

R越小P越大，图中的是并联电路，并入一个电阻R变小，闭合是加热

串联情况，要想使R变小，就用开关短路一个电阻，闭合是加热

Answer 4

判断高温档和保温档通过计算公式P=U^2/R来判断，U为电源电压不变，R为总的电阻，判断S0在断开或闭合时的总电阻，如果总电阻小，那么总功率大为高温档；如果总电阻大，那么总功率小为保温档。

Answer 5

并联电路，U1=U2不变，R1也不变，所以I1=U1/R1=220/1210=0.18A,也是不变的。当S0闭合后支路2的电流由0安变到I2=U2/R2=220/100=2.2A,所以总电流I总=I1+I2=2.38A. 所以总功率
P总=U总*I总=220*2.38=523w。这时候功率最大为加热档。
当S0断开时，支路2的电流为0，所以总功率P总=P1=U1*I1=220*0.18=39.6w这时候功率最小为保温档。