Question

【題目】CFXB型熱水杯的原理圖如圖所示，它有加熱和保溫兩檔，通過單刀雙擲開關S進行調節(jié)，R0、R為電熱絲．當開關S接加熱檔時，電路的功率為1000W，當開關S接保溫檔時，電路的總功率為44W，R0、R阻值恒定不變。

整壺水的質量	2kg
額定電壓	220V
加熱時的總功率	1000W
保溫時的功率	44W

（1）在保溫檔正常工作時，電路中的電流是多少？

（2）電熱絲R0、R的阻值多大？

（3）在一標準大氣壓下把一滿壺水從30℃燒開需要14分鐘，求這個熱水壺的效率是多少？（c水=4.2×103J/(㎏·℃)

Answer 1

【答案】（1）0.2A （2）1051.6Ω （3）70%

【解析】試題分析：（1）根據(jù)題意，在保溫檔正常工作時，電路中的電流I=P/U=44W/220V=0.2A

(2)S接2時熱水杯為加熱狀態(tài)，此時功率1000W

電熱絲R0的阻值是：R0=U2/P=(220V)2/1000W=48.4Ω

S接1時熱水杯為保溫狀態(tài)，此時功率500W，電路的總電阻是：R總=U總2/P總=(220V)2/44W=1100Ω

電熱絲R的阻值：R= R總- R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω

(3)燒開整壺水吸收的熱量：Q=cmΔt=4.2×103J/(㎏·℃)×2kg×(100℃-30℃)=5.88×105J

消耗的電能：W=Pt=1000W×14min×60s=8.4×105J

熱水壺的效率是：η=Q/W=(5.88×105J )/(8.4×105J) =70%