探索班为了解决同学们的饮水问题，购置了一台饮水机，其铭牌如表所示．图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热的电阻丝．
额定频率50Hz环境温度10℃～38℃加热功率550W环境湿度≤90%额定电压220V制热水能力≥90℃5L/h（1）用公式分析，S处于什么状态（闭合或S断开），饮水机处于保温状态．
（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）在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，用了5min20秒时间．用这些信息及数据，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率．[C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（4）如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R1与R2的比值应是多少？
网友回答
解：
（1）当S闭合时，R1被短路，电路电阻最小，根据公式P=可知，电压一定，所以功率最大，是加热状态；当S断开时，R1、R2串联，电路总电阻最大，根据公式P=可知，电压一定，所以功率变小，是保温状态．
（2）加热状态下通过饮水机的电流为I===2.5A；
（3）水吸收的热量为Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.6kg×（80℃-30℃）=1.26×105J；
饮水机消耗的电能为W=Pt=550W×320s=1.76×105J；
饮水机的加热效率为η==≈71.6%；
（4）当加热时，S闭合，R1短路，得P=
当保温时，S断开，R1与R2串联，得P′=I2R2=（）2R2，
由题意得==×=（）2=4，
所以=．
答：
（1）S断开时，饮水机处于保温状态；
（2）加热状态下通过饮水机的电流为2.5A；
（3）水吸收的热量为1.26×105J；饮水机的加热效率为71.6%；
（4）要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R1与R2的比值应是1：1．
解析分析：（1）由功率公式P=可知，电压一定时，电阻越小功率越大．由图可知，电热饮水机有两个状态，当S闭合时，R1短路，电路电阻最小，所以功率最大，是加热状态．当S断开时，R1、R2串联，电路总电阻增大，所以功率变小，是保温状态．（2）已知加热状态的额定电压和额定功率，用公式I=计算正常工作电流；（3）已知水的比热、质量和初温度、末温度，利用公式Q=cm△t可以得到水吸收的热量；已知加热时间和额定功率，利用W=Pt可以得到消耗的电能；水吸收的热量与消耗的电能之比就是饮水机的加热效率；（4）加热状态下，开关S处于闭合状态，此时R2消耗的功率为P=；保温状态下，电阻R1、R2串联，此时R2的功率为P=（）2R2，两者之比等于4，据此列出比例式，化简得出两电阻的比值．
点评：饮水机是常见的家用电器，此题考查了饮水机的工作电流，电热转换效率以及不同连接方式下的实际功率变化，特别是根据两种工作状态判断电阻比例关系有一定的难度，突破口在R2阻值始终不变．此类问题一般根据电阻不变得到方程或比例式求解．