Question

14．中國(guó)游客在日本搶購(gòu)馬桶蓋的消息引發(fā)國(guó)人熱議，其實(shí)這款馬桶蓋為中國(guó)杭州生產(chǎn)．說(shuō)明書部分內(nèi)容和加熱電路圖如圖所示．閉合開關(guān)S保溫座圈開始加熱，再閉合開關(guān)S₀洗凈裝置噴出熱水．[已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]試問：

額定電壓		220V
洗凈裝置	出水量	0.8kg/min
	加熱功率	1600W
保溫座圈功率		50W

（1）R₂的阻值是多少？
（2）若洗凈裝置噴水時(shí)將水由20℃加熱到40℃，該裝置加熱的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由題意可知，閉合開關(guān)S時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，保溫座圈開始加熱，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂的阻值；
（2）由出水量可知1min加熱水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出1min消耗的電能，根據(jù)公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該裝置加熱的效率．

解答 解：（1）由題意可知，閉合開關(guān)S時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，保溫座圈開始加熱，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50W}$=968Ω；
（2）由洗凈裝置工作時(shí)出水量為0.8kg/min可知，1min加熱水的質(zhì)量為0.8kg，
則水吸熱的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.8kg×（40℃-20℃）
=6.72×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，1min消耗的電能：
W=P_加熱t=1600W×60s=9.6×10⁴J，
該裝置加熱的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{4}J}{9.6×1{0}^{4}J}$×100%=70%．
答：（1）R₂的阻值是968Ω；
（2）若洗凈裝置噴水時(shí)將水由20℃加熱到40℃，該裝置加熱的效率是70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應(yīng)用，明白出水量的含義和從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．