Question

【題目】如圖所示，是家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關S可根據(jù)水溫自動切換加熱和保溫狀態(tài)，

R1、R2是發(fā)熱電阻，表中數(shù)據(jù)為熱水器的主要參數(shù)．（水的比熱容為 4.2×103J/（kg℃））

（1）發(fā)熱電阻R2的阻值是多少？

（2）水箱中裝滿初溫為25℃的水，加熱升溫至55℃時，水需吸收的熱量是多少？

Answer 1

【答案】（1）36.3Ω；（2）3.78×106J．

【解析】（1）由電路圖知道，當開關S跳至a觸點位置時，是只有電阻R1的簡單電路，此時電路電阻較小，因為電源電壓U一定，由P=U2/R知道，電功率較大，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P=U2/R可得，R1 =U2/P加熱=(220V)2/2000W=24.2Ω；

當開關S跳至b觸點位置時，兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，電功率較小，電熱水器處于保溫狀態(tài)，由P=U2/R知道，R1 +R2 =U2/P保溫=(220V)2/800W=60.5Ω，所以R2 =60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω；

（2）水的體積等于電熱水器的容積，V=30L=30dm3 =0.03m3 ，

由ρ=m/V知道，水的質(zhì)量是：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×0.03m3 =30kg，

故水吸收的熱量是：Q吸 =cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×30kg×（55℃-25℃）=3.78×106 J