Question

【題目】如圖所示是市場上一種電熱飲水機的簡化電路圖，S是溫控開關，R2是調節電阻，其阻值為88Ω，R1是供加熱的電阻絲，飲水機的銘牌如表所示．[已知c水=4.2×103J/（kg℃）]求：
（1）若飲水機正常工作的加熱效率為80%，現將質量為5kg，初溫為20℃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？（計算結果保留整數）
（2）當飲水機處于保溫狀態時，R1的功率是多少？

型號	YSJ﹣66
額定電壓	220V
加熱功率	2200W
水箱容積	5L

Answer 1

【答案】
（1）解：水吸收熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×106J；

由題根據η= 可得加熱中消耗的電能：

W= = =2.1×106J，

由P= 可得加熱時間：

t= = ≈955s；

答：需要吸收的熱量是1.68×106J；需加熱955s時間；

（2）解：由P= 可得，加熱電阻R1= = =22Ω，

當斷開S時，R1、R2串聯，電路處于保溫狀態，保溫時電路中電流I保= = =2A，

R1的功率P1=I保2R1=（2A）2×22Ω=88W．

答：當飲水機處于保溫狀態時，R1的功率是88W．

【解析】（1）已知水的質量與初溫，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生的熱量，然后由電功率公式的變形公式求出加熱時間．（2）先用P= 可求出加熱電阻R1；再利用I= 求出保溫時的電流，最后利用P=I2R求出R1的功率．