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5.市場上有一種電熱飲水機.如圖所示是飲水機的銘牌參數(shù)和簡化電路圖,R1是調(diào)節(jié)電阻,R2是供熱電阻.求:

(1)若飲水機正常工作的加熱效率為80%,現(xiàn)將質(zhì)量為4kg,初溫為25℃的水在一標準大氣壓下燒開需要吸收的熱量是多少?需加熱多長時間?
(2)若給是保溫的保溫功率是40W,則R1的阻值是多少?

分析 (1)已知水的質(zhì)量與初溫,由熱量公式可以求出水吸收的熱量;由加熱效率求出飲水機產(chǎn)生的熱量,然后由電功率公式的變形公式求出加熱時間.
(2)由P=U2R,根據(jù)電路圖知S閉合時是加熱狀態(tài),由此先計算R2電阻,S斷開時為保溫狀態(tài),根據(jù)串聯(lián)電路特點和電功率公式計算R1的阻值.

解答 解:
(1)水吸收熱量:
Q=cm△t=4.2×103×4×(100-25)J=1.26×106J;
由題根據(jù)η=QW可得加熱中消耗的電能:
W=Qη=1.26×106J0.8=1.575×106J,
由P=Wt可得加熱時間:
t=WP=1.575×106J1000W=1575s;
(2)當S閉合時,只有R1連入電路,處于加熱狀態(tài):
由P=U2R可得R2阻值:
R2=U2P=220V21000W=48.4Ω;
當S斷開時,兩電阻串聯(lián),處于保溫狀態(tài).因為R2是供熱電阻,所以:
P2=P=40W,
由P=I2R可得:
I=PR2=40W48.4Ω=1011A,
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得:
R1=UI-R2=220V1011A-48.4Ω=193.6Ω.
答:(1)飲水機正常工作燒開水需要吸收的熱量是1.26×106J,需加熱時間為1575s;
(2)若給是保溫的保溫功率是40W,則R1的阻值是193.6Ω.

點評 本題考查了求水吸收的熱量、飲水機的工作時間,以及串聯(lián)電路特點和歐姆定律、電功率公式的應用,要明確R2是加熱電阻.

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