Question

【題目】小明家的電熱飲水機，有加熱和保溫兩種工作狀態，飲水機熱水箱內水溫達到92℃時，自動保溫；當水溫降至一定溫度t時，又重新加熱．飲水機的銘牌數據與電路原理圖如下：

（1）當S閉合、S1斷開時，飲水機處于_______（加熱/保溫）狀態，此時電路中的電流為多少A？

（2）求電阻R1的阻值．

（3）飲水機加熱一次把初溫22℃的水加熱到92℃，水吸收的熱量為多少J？如果加熱一次的時間為7min．則飲水機的效率為多大？（水的比熱為4.2×103J/kg·OC）

Answer 1

【答案】（1）保溫；0.2A；（2）1100Ω；（3）2.94×105J；87.5%

【解析】試題分析：（1）當S1閉合時，R1、R2兩個電阻并聯，電阻最小，根據公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率最大，是加熱狀態。當S1斷開時，R1單獨工作，電阻大于并聯的總電阻，根據公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率變小，是保溫狀態。正常保溫時，功率是44W，電壓220V，由P=UI變形得：I=P/U=44W/220V=0.2A

（2）飲水機熱水箱內水溫達到92℃時開關S1自動斷開，處于保溫狀態；此時為R1的簡單電路，由表中數據可知，此時的保溫時功率P保=44W，由P=U2/R可得，R1=U2/P保=(220V)2/44W=1100Ω；

（3）因為Q=cm（t0-t），所以Q=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（92℃-22℃）=2.94×105J

如果加熱一次消耗的電能：W=P額t=800W×7×60s=3.36×105J，

飲水機的效率：η=W有用/W總×100%=2.94×105J/3.36×105J×100%=87.5%