Question

11．下表為某飲水機(jī)銘牌的部分參數(shù)，其內(nèi)部簡化電路如圖所示[C_水=4.2×l0³J/kg•℃]求：

額定電壓	220V
額定功率	加熱	1000W
	保溫	44W
熱水器的容量	2L

（1）當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)加熱（選填“加熱”或“保溫”）．
（2）飲水機(jī)保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流．
（3）發(fā)熱電阻R₂的阻值．
（4）若不計(jì)熱損耗，該飲水機(jī)將2kg的水從30℃加熱至90℃，需要多長時(shí)間？

Answer 1

分析 （1）分析圖示電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷飲水機(jī)的工作狀態(tài)．
（2）已知飲水機(jī)保溫狀態(tài)下的額定功率和額定電壓，由電功率公式求出飲水機(jī)正常工作時(shí)的電流；
（3）由電功率公式求出電阻阻值；
（4）知道熱水器的容量，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，再應(yīng)用功率公式求出加熱時(shí)間．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，只有電阻R₂接入電路，電路電阻最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)電路電功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，飲水機(jī)保溫狀態(tài)下的功率為44W，
根據(jù)P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$≈0.2A；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻R₂的阻值：R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
（4）水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（90℃-30℃）=5.04×10⁵J，
不計(jì)熱損耗時(shí)，消耗的電能和水吸收的熱量相等，
由：Q=W=Pt可得，加熱時(shí)間：t=$\frac{Q}{{P}_{加熱}}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1000W}$=504s．
答：（1）加熱．
（2）飲水機(jī)保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流為0.2A．
（3）發(fā)熱電阻R₂的阻值為48.4歐姆．
（4）若不計(jì)熱損耗，該飲水機(jī)將2kg的水從30℃加熱至90℃，需要504s．

點(diǎn)評 本題考查了密度公式、吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道銘牌參數(shù)含義的理解與掌握，難度適中，是一道好題．