Question

【題目】小明家的電熱飲水機(jī)，有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，飲水機(jī)熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到92℃時(shí)，自動(dòng)保溫；當(dāng)水溫降至一定溫度t時(shí)，又重新加熱．飲水機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與電路原理圖如下：

（1）當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，飲水機(jī)處于_______（加熱/保溫）狀態(tài)，此時(shí)電路中的電流為多少A？

（2）求電阻R1的阻值．

（3）飲水機(jī)加熱一次把初溫22℃的水加熱到92℃，水吸收的熱量為多少J？如果加熱一次的時(shí)間為7min．則飲水機(jī)的效率為多大？（水的比熱為4.2×103J/kg·OC）

Answer 1

【答案】（1）保溫；0.2A；（2）1100Ω；（3）2.94×105J；87.5%

【解析】試題分析：（1）當(dāng)S1閉合時(shí)，R1、R2兩個(gè)電阻并聯(lián)，電阻最小，根據(jù)公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率最大，是加熱狀態(tài)。當(dāng)S1斷開時(shí)，R1單獨(dú)工作，電阻大于并聯(lián)的總電阻，根據(jù)公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率變小，是保溫狀態(tài)。正常保溫時(shí)，功率是44W，電壓220V，由P=UI變形得：I=P/U=44W/220V=0.2A

（2）飲水機(jī)熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到92℃時(shí)開關(guān)S1自動(dòng)斷開，處于保溫狀態(tài)；此時(shí)為R1的簡單電路，由表中數(shù)據(jù)可知，此時(shí)的保溫時(shí)功率P保=44W，由P=U2/R可得，R1=U2/P保=(220V)2/44W=1100Ω；

（3）因?yàn)?/span>Q=cm（t0-t），所以Q=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（92℃-22℃）=2.94×105J

如果加熱一次消耗的電能：W=P額t=800W×7×60s=3.36×105J，

飲水機(jī)的效率：η=W有用/W總×100%=2.94×105J/3.36×105J×100%=87.5%