分析 (1)電源電壓不變,根據(jù)開關(guān)S0的通斷可得出電路中不同的阻值,則根據(jù)功率公式可求得不同的功率,根據(jù)功率的大小可判定保溫狀態(tài),并能求出電功率;
(2)由水的比熱公式可求得水升高的90℃時所需要的熱量,由電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率,可求得加熱水所消耗的電能;再利用P=Wt可求得飲水機(jī)每啟動一次完成加熱所需時間.
解答 解:(1)當(dāng)S0斷開時,只有R1接入電路;而當(dāng)S0閉合時,電路中兩電阻并聯(lián),則總電阻小于R1的阻值,則由功率公式P=U2R得,S0閉合時,電路中功率大,S0閉合時,為加熱狀態(tài);當(dāng)S0斷開時,為保溫狀態(tài);此時飲水機(jī)的電功率:
P=U2R1=\frac{{(220V)}^{2}}{1210Ω}=40W;
(2)加熱時水升溫吸收的熱量:
Q=mc△t=1.2kg×4.2×103J/(kg•℃)×(90℃-60℃)=1.512×105J;
飲水機(jī)消耗的電能:
W=\frac{Q}{η}=\frac{1.512×1{0}^{5}J}{80%}=1.89×105J,
由P=\frac{W}{t}可得,飲水機(jī)每啟動一次完成加熱所需時間:
P加熱=\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}+\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}=\frac{{(220V)}^{2}}{1210Ω}+\frac{{(220V)}^{2}}{100Ω}=524W,
由P=\frac{W}{t},可得t=\frac{W}{{P}_{加熱}}=\frac{1.89×1{0}^{5}J}{524W}≈361s.
答:(1)當(dāng)S0斷開時,飲水機(jī)處于保溫狀態(tài),此時飲水機(jī)的電功率為40W; (2)飲水機(jī)每啟動一次完成加熱所需361s時間.
點(diǎn)評 這道題目綜合性比較強(qiáng),要求學(xué)生將以前所學(xué)的內(nèi)能知識與電功的計(jì)算公式結(jié)合起來,考查學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的應(yīng)用能力.
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