Question

【題目】學(xué)校購置了一批溫?zé)嵝惋嬎畽C(jī)，配置每個(gè)班級(jí)其電路圖和銘牌如圖所示。小東查閱說明書了解到，通電后開關(guān)S和S0閉合飲水機(jī)進(jìn)入加熱狀態(tài)；當(dāng)瓶膽內(nèi)水的溫度被加熱到90℃時(shí)，加熱狀態(tài)就停止，S0斷開而進(jìn)入保溫狀態(tài)；當(dāng)膽內(nèi)水的溫度下降到60℃時(shí)，加熱狀態(tài)就又會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。請(qǐng)解答以下問題：

額定功率	50Hz	額定電壓	220V
加熱功率	500W	保溫功率	50W
瓶膽容量	1kg	制熱水能力

(1)飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作的電流是多大？電熱絲R2的規(guī)格？

(2)小東同學(xué)通過觀察發(fā)現(xiàn)：瓶膽內(nèi)裝滿初溫20℃的水，通電后正常工作，加熱狀態(tài)10min后停止，間隔15min后加熱狀態(tài)又啟動(dòng)。求飲水機(jī)在這25min工作過程中消耗的電能和對(duì)外損失的能量是多少？[]

(3)根據(jù)以上信息從物理學(xué)的角度對(duì)這種溫?zé)嵝惋嬎畽C(jī)進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

Answer 1

【答案】(1)2.27A；“220V 50W”；(2)3.45×105J；1.77×105J；(3)飲水機(jī)一直處于工作狀態(tài)，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費(fèi)電能

【解析】

(1)由P=UI可求加熱狀態(tài)下正常工作電流為

當(dāng)開關(guān)S閉合，S0斷開時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路電阻最大，由可知，此時(shí)功率較小，為保溫檔，則由表格可知此時(shí)功率為50W，電壓為220V，則R2規(guī)格為“220V 50W”。

(2)25min內(nèi)消耗的電能為

W總=P熱t1+P溫t2=500W×10×60s+50W×15×60s=3.45×105J

水最終溫度為60℃，則水吸收的熱量為

則25min工作過程中對(duì)外損失的熱量為

(3)通過損失熱量與吸收熱量對(duì)比分析可知，飲水機(jī)一直處于工作狀態(tài)，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費(fèi)電能。

答：(1)飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作的電流是2.27A，電熱絲R2的規(guī)格為2.27A，“220V 50W”。

(2)飲水機(jī)在這25min工作過程中消耗的電能為3.45×105J，對(duì)外損失的能量為1.77×105J。

(3)飲水機(jī)一直處于工作狀態(tài)，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費(fèi)電能。