Question

如圖所示是教室里使用的某品版飲水機(jī)的簡化電路圖．教室里電路的電壓是220V．R是一個(gè)阻值為100Ω的電阻，用來給瓶膽內(nèi)的水加熱．S₂是一個(gè)溫控開關(guān)，它能根據(jù)瓶膽內(nèi)水的溫度自動(dòng)斷開或閉合，從而使水溫保持在85℃-95℃之間，
（1）早晨第一個(gè)走進(jìn)教室的同學(xué)閉合開關(guān)S₁，此時(shí)開關(guān)S₂也處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度上升到時(shí)多少時(shí)，S₂將自動(dòng)斷開．
（2）早上將瓶膽內(nèi)2kg20℃的水燒到自動(dòng)斷開時(shí)需要吸收多少熱量？
（3）該飲水機(jī)在給水加熱時(shí)，通過R的電流是多少？

Answer 1

分析：（1）S₂是一個(gè)溫控開關(guān)，它能根據(jù)瓶膽內(nèi)水的溫度自動(dòng)斷開或閉合，從而使水溫保持在85℃-95℃之間，所以當(dāng)溫度低于85℃時(shí)S₂自動(dòng)閉合，當(dāng)溫度高于95℃時(shí)S₂自動(dòng)斷開．
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）利用歐姆定律I=

U

R

求出通過R的電流．

解答：解：
（1）閉合開關(guān)S₁，此時(shí)瓶膽內(nèi)水的溫度低于85℃，開關(guān)S₂也處于閉合狀態(tài)，電阻給水加熱，當(dāng)溫度上升到 95℃時(shí)，S₂將自動(dòng)斷開．
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（95℃-20℃）
=6.3×10⁵J；
（3）飲水機(jī)在給水加熱時(shí)，通過R的電流：
I=

U

R

=

220V

100Ω

=2.2A．
答：（1）早晨第一個(gè)走進(jìn)教室的同學(xué)閉合開關(guān)S₁，此時(shí)開關(guān)S₂也處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度上升到時(shí)95℃時(shí)，S₂將自動(dòng)斷開；
（2）早上將瓶膽內(nèi)2kg20℃的水燒到自動(dòng)斷開時(shí)需要吸收6.3×10⁵J的熱量；
（3）該飲水機(jī)在給水加熱時(shí)，通過R的電流是2.2A．

點(diǎn)評(píng)：本題通過學(xué)生熟悉的飲水機(jī)考查了歐姆定律應(yīng)用、熱量的計(jì)算，本題關(guān)鍵是理解題干對(duì)開關(guān)的介紹．