Question

【題目】如圖甲所示，是某種電熱飲水機的簡化電路示意圖，圖乙是它的有關參數(shù)。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機內(nèi)溫控開關S0自動控制）。試問：

（1）飲水機內(nèi)溫控開關S0閉合時，飲水機處于______ 狀態(tài)（選填“加熱”或“保溫”）

（2）電路中R2的阻值多大？____

（3）在用電高峰期，該飲水機的實際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，若將裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃，需要多長的時間？______（c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，忽略溫度對電阻的影響）

Answer 1

【答案】加熱 1170Ω 630s

【解析】

(1)[1]由電路圖可知，開關S0斷開時兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開關S0閉合時，只有電阻R1接入電路，電阻R2被短路，此時電路電阻較小，電源電壓U一定，由P=可知，電阻越大，電路功率越小，電阻越小，飲水機功率越大，因此當開關S0閉合時，電路阻值較小，電功率較大，飲水機處于加熱狀態(tài)。

(2)[2]當開關處于閉合狀態(tài)時，飲水機處于加熱狀態(tài)，只有電阻R1接入電路，由P=可知，電阻阻值：

R1===40Ω；

R2= R1=40Ω=1170Ω；

(3)飲水機加熱狀態(tài)的實際功率：

P實== =1000W，

由ρ=可知，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×103m3=1.5kg，

水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃20℃)=5.04×105J，

由公式η=可得，

W= ==6.3×105J，

由P=可得，加熱時間：

t===630s.

答：(1) 加熱；

(2)R2的電阻值是1170Ω；

(3)裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃，需要630s。