它的工作原理比较简单：整个电路由一个电热元件R1、一个限流电阻R2和一个温控开关S组成（如图2）所示。当S接a时，电热元件R1被接入电路中，饮水机开始将水加热；当水温达到一定温度时，温控开关自动切换到b处，饮水机处于保温状态。请你按上述原理完成图9中的电路图。
LN接220V电源，加热开关打开黄色加热电源指示灯得电亮，经过95度温控开关、88度温控开关热胆得电加热开始，红色指示灯得电加热指示灯亮，温度达到88度温控开关断开，热胆停止加热，绿色保温指示灯亮。95度为二道保护温控开关动作后需手动复位，在88度温控开关有问题才会起作用。
（1）由P=UI可得，饮水机在保温状态下的工作电流：I=P保温U=44W220V=0.2A；（2）加热过程中，水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（80℃-30℃）=4.2×105J；（3）加热10min消耗的电能：W=P加热t=1000W×10×60s=6×105J，该饮水机烧水的效率：η=Q吸W×100%=4.2×105J6×105J×100%=70%．答：（1）饮水机在保温状态下的工作电流为0.2A；（2）加热过程中，水吸收的热量是4.2×105J；（3）该饮水机烧水的效率是70%．
（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯．故答案为：红．（2）加热时：加热管的电功率P1=550W电阻R1=U2 P1 =(220V)2 550W =88Ω； 保温时：加热管的电功率P2=88W；通过加热管的电流I=P2 R1 =88W 88Ω =1A； 此时电路的总电阻R=U I =220V 1A =220Ω；根据串联电路电阻的特点，R2=R-R1=220Ω-88Ω=132Ω答：电阻R2的阻值132Ω．（3）1.0kg水从初温20℃加热到100℃吸收的热量：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃-20℃）=3.36×105J加热管的热效率为90%，根据η=Q吸 Q管 ×100%，则电热管需要放出的热量是：Q管=Q吸 η =3.36×105J 90% =3.73×105J饮水机加热时加热管的功率为550W，则加热的是时间为：t=Q管 P =3.73×105J 550W ≈679s答：加热管加热时间为679s．
(1)S2是电源开关，只要它打开，饮水机就肯定在工作（加热或保温），S1是温度自动控制开关，电源开关打开时，所需加热的水，未达到所要求温度，处于加热状态（功率为500W）；水加热的水达到所要求的温度就会跳闸，饮水机处于保温状态（功率为10W）。（2）不清你哪个是保温电阻、加热电阻，预想你的R1是加热电阻R2是保温电阻，则：R1=U/I =U/P1/U =U²/P1 =220²/500 =96.8Ω 公式转换同上R2=U²/P2 =220²/10 =1840Ω（3）W=P1*T+P2*T =0.5kw*2h+0.01kw*6h =1.06kw/h(度）
温热型饮水机 温热型饮水机使用时，按下加热开关，电源为“保温”指示灯提供电源，作通电指示。同时，电源分成两路：一路构成加热回路，使电热管通电加热升温；另一路为“加热”指示灯提供电压作加热指示。当热罐内的水被加热到设定的温度时，温控器触点断开，切断加热及加热指示回路电源，“加热”指示灯熄灭，电热管停止加热。 当水温下降到设定温度时，温控器触点接通电源回路，电热管重新发热，如此周而复始地使水温保持在85-95℃之间。 温热饮水机电路中为双重保护元件，当饮水机超温或发生短路故障时，超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回路电源，起到保护作用。超温保险器是一次性热保护元件，不可复位，等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器，再用手按手动复位温控器的复位按钮，触点闭合便可重新工作。 半导体直冷式冷热饮水机 半导体直冷式冷热饮水机在使用时，直冷式冷热饮水机由水箱提供常温水，进水分两路：一路进入冷胆容器，经制冷出冷水；另一路进入热罐，经加热出热水。 按下制冷开关后，交流电压经电源变压器降压、整流二极管作全波整流以及电容滤波后，输出直流电压供半导体致冷组件制冷和风机排风，同时，制冷指示灯点亮。由于直冷式冷热饮水机不设自动控温，因此开机后制冷指示灯常亮。 按下加热开关，加热指示灯亮，电热管发热，热罐内的水升温。当水温知到设定温度时，温控器触点断开，自动切断加热电源，加热指示灯熄灭，电热管停止加热。当水温下降到设定温度时，温控器触点闭合，自动接通加热电源，加热指示灯亮，电热管发热。尔后重复上述过程，使水温在85-95℃之间保持恒温。 压缩式制冷饮水机 当按下压缩式制冷饮水机制冷开关，制冷绿色指示灯亮，压缩机启动运行，将蒸发器中已吸热气化的制冷剂蒸汽吸回，并随之压缩成高温、高压气体，送至冷凝器，经冷凝器向外界空气中散热冷凝成高压液体，再经毛细管节流降压流入蒸发器内，吸收冷胆热量而使水温下降，然后被压缩机吸回。如此循环，达到降温的目的。当水温随时间降到设定温度时，制冷温控器触点断开，制冷绿色指示灯熄灭，压缩机停转，转入保温工况。断电后水温逐渐回升，当升到设定温度时，制冷温控器触点动作闭合，接通电源绿色指示灯亮，压缩机运行。如此循环，将水温控制在4-12℃之间。 按下制热开关，加热电路接通，红色加热指示灯点亮，电热管发热，当水温升到设定温度时，自动复位温控器动作，切断电源，红色加热指示灯熄灭，转入保温工况。断电后水温逐渐下降，当降到设定温度时，温控器触点动作闭合，接通电源，红色加热指示灯亮，电热管再次发热升温。如此循环，将水温控制在85-95℃之间。 该类饮水机中保险器温度保险丝以及手动复位温控器是保护装置，当电路出现过热、过载时自动熔断或断开电路，起到安全保护作用。
（1）开关S1自动断开，电路为R1的简单电路，保温状态时的电功率：P保温=U2R1=(220V)21210Ω=40W；（2）S1又闭合时，两电阻并联，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴由I=UR可得，两支路的电流分别为：I1=UR1=220V1210Ω=211A，I2=UR2=220V121Ω=2011A，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴干路电流：I=I1+I2=211A+2011A=2A，电路中的总功率：P加热=UI=220V×2A=440W；（3）饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能：W=P保温t=40W×10×60s=2.4×104J．答：（1）饮水机处于保温状态时的电功率为40W；（2）饮水机处于加热状态时电路的总功率为440W；（3）饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能为2.4×104J．
（1）水箱中装满水时水的体积：V=V容=2L=0.002m3，∵ρ=mV，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×0.002m3=2kg；（2）把2kg20℃的水烧开（100℃）吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，至少需要消耗的电能：W=Q吸=6.72×105J；（3）如图甲，当开关S、S0都闭合时，R1被短路，电路中只有R2，处于加热状态，∵P=U2R，∴R2=U2P=U2P加热=(220V)2550W=88Ω；则R1=2112Ω，（4）如图甲，当开关S闭合、S0断开时，电路中R1和R2串联，处于保温状态，总电阻R=R1+R2=2112Ω+88Ω=2200Ω，保温总功率：P=U2R=(220V)22200Ω=22W．答：（1）水箱中装满水时的水的总质量是2kg；（2）将满水箱初温为20℃的水烧开（标准大气气压下），饮水机至少需要消耗6.72×105J的电能；（3）电阻R2阻值为88Ω；（4）该饮水机的保温状态下的总功率为22W．
（1）瓶胆内的水温度从70℃升高到90℃吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（90℃-70℃）=8.4×104J；（2）当开关S1、S2都闭合时，两发热管并联，电路中的总电阻最小，电功率最大，饮水机处于加热状态，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，饮水机的加热功率：P加热=U2R1+U2R2=U2R1+U219R1=10U2R1，由图乙可知，P加热=500W，则10U2R1=500W，U2R1=50W，当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最大，饮水机处于保温状态，则P保温=U2R1=50W；（3）由题意可知，饮水机的一个工作循环是20min，该饮水机重新进入加热状态后的45min工作时间内，完成了两个工作循环后，又经历了加热3min、保温2min，则加热时间t加热=9min=0.15h，保温时间t保温=45min-9min=36min=0.6h，消耗的电能：W=P加热t加热+P保温t保温=500×10-3kW×0.15h+50×10-3kW×0.6h=0.105kW?h．答：（1）瓶胆内的水温度从70℃升高到90℃吸收的热量为8.4×104J；（2）该饮水机的保温功率是50W；（3）该饮水机重新进入加热状态后的45min工作时间内，消耗的电能为0.105kW?h．
（1）由ρ=mV得水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg散失的热量：Q放=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（90℃-70℃）=8.4×104J；（2）当开关S1、S2都闭合时，两发热管并联，电路中的总电阻最小，电功率最大，饮水机处于加热状态，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，饮水机的加热功率：P加热=U2R1+U2R2=U2R1+U219R1=10U2R1，由图乙可知，P加热=500W，即：10U2R1=500W，∴U2R1=50W，当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最大，饮水机处于保温状态，则P保温=U2R1=50W；（3）加热时消耗的电能：W加=P加t加=500W×3×60s=9×104J，保温时消耗的电能：W保=P保t保=50W×17×60s=5.1×104J该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能：W总=W加+W保=9×104J+5.1×104J=1.41×105J．答：（1）在17min的保温过程中，瓶胆内的水散失的热量为8.4×104J；（2）该饮水机的保温功率是50W；（3）该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为1.41×105J．
