Question

如下表及圖所示，是某電熱飲水機(jī)說明書的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖，該飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān)S₀控制）．求：

熱水箱容量	1L	加熱時(shí)功率	500W
額定電壓	220V	保溫時(shí)功率	50W

（1）當(dāng)開關(guān)S閉合，開關(guān)S₀斷開時(shí)，飲水機(jī)的功率為

 

w．
（2）R₂的阻值．
（3）若正常工作時(shí)，該電熱器加熱的效率為90%，將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要多長(zhǎng)時(shí)間？（C_水=4.2×10³J/kg?℃）

Answer 1

分析：（1）由開關(guān)的狀態(tài)可知電路中消耗功率的大小，則可知S₀斷開時(shí)飲水機(jī)的功率；
（2）已知保溫時(shí)的功率，且保溫時(shí)只有R₂接入，則由功率公式可求得R₂的阻值；
（3）由水的比熱公式可求得加熱這些水所需要的熱量，則由電熱器的效率可求得需要消耗的電能，由電功公式可求得加熱所需要的時(shí)間．

解答：解：（1）當(dāng)只閉合S時(shí)，電路中只有R₂接入；而當(dāng)兩開關(guān)全閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)接入，則總電阻減小，功率大，故兩開關(guān)全閉合時(shí)為熱狀態(tài)，故只有S閉合時(shí)為保溫狀態(tài)，由表格中數(shù)數(shù)可知功率為50W，故答案為：50．
（2）當(dāng)S₀斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，所以P_保溫=50W
由P_保溫=

U2

R2

得：
R₂=

U2

P保溫

=

(220V)2

50W

=968Ω；
答：R₂的阻值為968Ω．
（3）水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
則水升溫所吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/kg?℃×1kg×（95℃-20℃）=3.15×10⁵J；
則熱水器放出的熱量Q_放=

Q吸

η

=

3.15×105J

90%

=3.5×10⁵J
則電流所做的功W=Q_放=Pt
故加熱所用的時(shí)間t=

W

P

=

3.5×105J

500W

=700s．
答：加熱需要的時(shí)間為700s．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查能量轉(zhuǎn)化及家用電器電功率的分析，此類問題在近幾年考試中出現(xiàn)的次數(shù)較多，且多為較 的計(jì)算題，要注意掌握解題的方法．