Question

【題目】如圖所示，是某種電熱飲水機(jī)的簡化電路示意圖。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動(dòng)控制），閱讀該飲水機(jī)說明書可知：熱水箱容積2L，額定電壓220V，加熱時(shí)的功率400W，保溫時(shí)的功率40W．求：試問：

（1）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)溫控開關(guān)S0應(yīng)處于什么狀態(tài)？

（2）R1和R2的電阻值各是多大？

（3）在用電高峰期，該飲水機(jī)的實(shí)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℃，需要多長時(shí)間？（c水＝4.2×103J/（kgm3），ρ水＝1.0×103kg/m3，忽略溫度對(duì)電阻的影響）

Answer 1

【答案】(1)(1分)斷開 (2)(4分)R1=121Ω R2=1089Ω (3)(3分)2541s

【解析】

試題分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)及電功率公式分析答題．由電功率公式的變形公式求出電阻阻值．由電功率公式求出熱水器的實(shí)際功率，由熱量公式求出水所吸收的熱量，最后由功率公式的變形公式求出加熱時(shí)間．

（1）由電路圖可知，開關(guān)S0斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開關(guān)S0閉合時(shí)，只有電阻R1接入電路，電阻R2被短路，此時(shí)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，電阻越大，飲水機(jī)功率越大，因此當(dāng)開關(guān)S0斷開時(shí)，電路定值較大，電功率較小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．

（2）∵P加＝，∴電阻R1=∵P保=，∴電阻R總==1210Ω，

保護(hù)電阻R2=R總-R1=1210Ω-121Ω=1089Ω；

（3）設(shè)加熱時(shí)間為t，有P峰t80%=Q吸，即t80%＝c水m水△t水，t80%＝c水ρ水V水△t水，

t==2541s；