Question

（2015•菏澤）自動飲水機已經普遍用于車站、學校等公共場所，它的簡化電路圖如圖所示，電熱絲電阻分別為R₁、R₂，請根據(jù)說明書提供的信息計算（水的密度ρ_水=1×10³kg/m³，水的比熱容C_水=4.2×10³J/kg℃）

飲水機參數(shù)

熱水溫度：≥90℃

熱膽容積：2L

額定功率：1000W

保溫功率：40W

額定電壓：220V

頻率：50Hz

（1）如果飲水機處在“加熱”狀態(tài)正常工作時，電熱絲所產生的熱量有80%被水吸收，飲水機的熱膽裝滿水，水溫由20℃加熱到90℃，需用多長時間？

（2）開關斷開時，飲水機處于　　狀態(tài)（填“加熱”或“保溫”）．

（3）電阻絲R₁的阻值．

Answer 1

           解：

（1）設所需時間為t，

由ρ=得，熱膽內水的質量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^﹣3m³=2kg

由題意得，ηW=Q_吸

即ηPt=cm（t₂﹣t₁）

則t===735s．

（2）當開關斷開時，兩電阻串聯(lián)，由P=UI=得，此時總電阻較大，電功率較小，為保溫狀態(tài)；

（3）當開關閉合時，R₁被短路，此時處于加熱狀態(tài)，由P=UI=得，R₂===48.4Ω；

S₁斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，兩電阻串聯(lián)，由P=UI=得，R_總===1210Ω；

則R₁=R_總﹣R₂=1210Ω﹣48.4Ω=1161.6Ω．

答：（1）水溫由20℃加熱到90℃，需用735s；

（2）保溫；

（3）電阻絲R₁的阻值為1161.6Ω．