新型家用电热水壶，分为三挡（加热，90℃保温，60℃保温）已知R1,R2阻值相等，90℃保温挡电功率500W。

Question

新型家用电热水壶，分为三挡（加热，90℃保温，60℃保温）已知R1,R2阻值相等，90℃保温挡电功率500W。求：（1）R1阻值（2）5kg已烧开的100℃热水降温到60℃过程放热多少（3）若5kg，60℃水重新被加热挡烧开用时17.5min，加热效率为多少？

Answer 1

显然最高功率是两个电阻并联（S1 S2闭合，S3断开）
中档功率是只有R1在电路中（S1闭合，S2S3断开）
低档功率是两电阻串联（S1 S2断开，S3闭合）
1，使用U²/R1 = 500，解得R1 = U² / 500 = 96.8Ω
2，ΔQ = CmΔT = 4.2*10^3J/kg℃ * 5kg * 40℃ = 8.4*10的五次方焦耳
3，加热档功率1000W，17.5分消耗电能，1000W * 17.5 * 60 = 1.05*10的六次方焦耳、
故效率 = 0.84/1.05 * 100% = 80%。

Answer 2

根据图，三档是由S1，S2，S3配合开关得到的，而S是总开关
先把总开关闭合，不看用看S，我们分析几种情况
1）单闭合S1，电路只使用R1
2）单闭合S2，电路不接通
3）单闭合S3，R1和R2串联接入电路
4）闭合S1，S2，R1和R2并联接入电路
5）闭合S2，S3，短路（肯定避免这种情况）
6）闭合S1，S3，R2被S3短路，其实也相当于R1
7）全部闭合，短路
8）全部不闭合，断路
所以3个开关有6中组合，实际有意义的工作状态只有3中
单接R1，R1和R2串联，R1和R2并联
他们电阻值从小到大排列时 并联（R/2)，R1(R)，串联(2R)
分别对应三个火力档 烧开，90°保温，60°保温
90°档，就是单接R1的档，P=500W
根据P=U^2/R，得到R=U^2/P=220V*220V/500W=96.8欧姆

后面第二问自己用水的比热计算
第三问注意加热当的电阻R/2，功率是90°档的两倍1000W
根据时间计算电功率，根据水的比热算水吸收的热量，然后就可以计算热效率追问

谢了