Question

如圖所示為某電熱飲水機的電路原理圖，飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，飲水機熱水箱內(nèi)水溫達到92℃時開關S₁自動斷開，處于保溫狀態(tài)；當水溫降至一定溫度時，S₁又閉合重新加熱． 已知電源電壓保持220V不變，電阻R₁的阻值為1210Ω，電阻R₂的阻值為121Ω．求：
（1）飲水機處于保溫狀態(tài)時的電功率是多少？
（2）飲水機處于加熱狀態(tài)時電路的總電流是多少？
（3）飲水機將水箱中5L水由30⁰C加熱到70⁰C時水吸收的熱量是多少？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

分析：（1）開關S₁自動斷開，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=

U2

R

求出保溫狀態(tài)時的電功率；
（2）S₁又閉合時，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出各支路的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出加熱狀態(tài)時電路的總電流；
（3）先根據(jù)m=ρV求出水箱中水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量．

解答：解：（1）開關S₁自動斷開，電路為R₁的簡單電路，
保溫狀態(tài)時的電功率P_保溫=

U2

R1

=

(220V)2

1210Ω

=40W；
（2）S₁又閉合時，兩電阻并聯(lián)，
干路電流則I=I₁+I₂=

U

R1

+

U

R2

=

220V

1210Ω

+

220V

121Ω

=2A；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=cρV△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³×（70℃-30℃）
=8.4×10⁵J．
答：（1）飲水機處于保溫狀態(tài)時的電功率是40W；
（2）飲水機處于加熱狀態(tài)時電路的總電流是2A；
（3）水吸收的熱量是8.4×10⁵J．

點評：本題考查了電功率、電流、質(zhì)量、熱量的計算，關鍵是公式和規(guī)律的靈活運用以及開關閉合、斷開時電路連接方式的判斷；解決此類題目，首先要搞清串并聯(lián)電路的電流、電壓的關系，同時要掌握電功率的基本計算公式及推導公式，同時要掌握歐姆定律的計算公式及推導公式．