Question

【題目】多功能養(yǎng)生壺具有精細烹飪、營養(yǎng)量化等功能，深受市場認可和歡迎。圖乙是某品牌養(yǎng)生壺簡化電路圖。（ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg）

（1）開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫檔，說明判斷依據(jù)；

（2）求R1的阻值；

（3）養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時，求電路中的電流大小；

（4）在標準大氣壓下，使用高溫檔將初溫是12℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫檔加熱效率為80%，求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時間。

Answer 1

【答案】（1）S1閉合，S2接B（2）88Ω（3）1.25A（4）3.696×105J ， 420s

【解析】

解：（1）由圖乙知，當開關(guān)S1閉合，S2接B時，電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，由可知，此時總功率最大，所以此狀態(tài)為高溫檔；

（2）由圖乙知，當開關(guān)S1斷開，S2接A時，電阻R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由可知，電路的總功率最小，此時為低溫檔；

當S2斷開，S1閉合時，只有電阻R1接入電路，養(yǎng)生壺處于中溫檔；

由P=UI得，正常工作時通過R1的電流為：，

所以R1的阻值：。

（3）由P=UI得，養(yǎng)生壺在低溫檔工作時電路中的電流為：

。

（4）由可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，

養(yǎng)生壺所消耗的電能，

由W=Pt可得，用高溫檔燒開一壺水需要的時間為：

。

答：（1）開關(guān)S1閉合，S2接B時，養(yǎng)生壺為高溫檔；（2）R1的阻值為；（3）養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時，電路中的電流大小為1.25A；（4）水吸收的熱量為3.696×105J，燒開一壺水需要時間420s；