Question

【題目】如圖是一臺常用的電熱飲水機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和電路原理圖。其中S是溫控開關(guān)，R1是定值電阻，R2是加熱電阻。當(dāng)S閉合時，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；當(dāng)S斷開時，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)。

（1）求在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時電路中的電流是多大？

（2）飲水機(jī)正常工作時，將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃，需用時14min（水的比熱容為4.2×103J／kg·℃）。求此加熱過程中:①水吸收的熱量；②飲水機(jī)的加熱效率。

（3）求電阻R1的阻值（保溫功率是指整個電路消耗的功率）。

Answer 1

【答案】(1) 2A (2)4.2×103J/kg.°C×1.0×103kg/m3×(90°C-20°C)=

(3)

【解析】試題分析：（1）由表信息可知：飲水機(jī)正常工作時電路中的電流：

I===2A．

（2）熱水箱中的水質(zhì)量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg

水吸收的熱量：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J

電流做的功：W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J，

因為該電路是純電阻電路，所以Q放=W

飲水機(jī)的加熱效率：η=×100%=×100%≈79.5%．

（3）當(dāng)S閉合時，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)

R2=U2/P加熱=(220V)2/440W =110Ω

當(dāng)S斷開時，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，P保溫=U2/ R總=(220V)2/(R1+R2) =40W

所以R1=1100Ω．