Question

如圖所示為某電熱水器的原理示意圖，發(fā)熱體分別由R₁和R₂組成，通過(guò)通、斷開(kāi)關(guān)可以使熱水器處于“加熱”或“保溫”狀態(tài)．?dāng)嚅_(kāi)S₁、閉合S時(shí)，電熱水器處于________狀態(tài)．已知該熱水器的加熱功率為1000W，要把10kg水由18℃加熱到68℃，加熱時(shí)間為_(kāi)_______s． （c_水=4.2×10³J/（kg?℃），發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

保溫    2.1×10³
分析：（1）我明知道加熱功率大于保溫時(shí)的功率，根據(jù)公式P=可知，加熱時(shí)電路的總電阻較小，再根據(jù)串聯(lián)或并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)判斷出斷開(kāi)S₁、閉合S時(shí)，電路中電阻的大小關(guān)系，從而可以判斷出電熱水器處于處于什么狀態(tài)．
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容和溫度變化，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算出水吸收的熱量，又知道發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收和熱水器的加熱功率，可利用公式t=計(jì)算出加熱時(shí)間．
解答：
（1）加熱和保溫屬于兩個(gè)過(guò)程，加熱時(shí)功率大，保溫時(shí)功率小．
根據(jù)P=可知，兩個(gè)過(guò)程的電源電壓相同，電阻越小，功率越大；
當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁和S時(shí)，R1和R2并聯(lián)接入電路，此時(shí)電路中的總電阻最小，功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)；
斷開(kāi)S₁、閉合S時(shí)，電路中只有R₂，電路中的總電阻變大，電壓不變，功率變小，加熱器處于保溫狀態(tài)．
（2）∵c_水=4.2×10³J/（kg?℃），m=10kg，t=68℃，t₀=18℃，
∴水吸收的熱量為：Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（68℃-18℃）=2.1×10⁶J；
又∵發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收，即W=Q_吸=2.1×10⁶J，
而P=1000W，
∴加熱時(shí)間為：t===2.1×10³s．
故答案為：保溫；2.1×10³．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生利用熱量的計(jì)算公式Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算物體吸收的熱量、電功率公式和電功公式的靈活運(yùn)用，分析當(dāng)斷開(kāi)S₁、閉合S時(shí)的電路連接方式，根據(jù)電功率公式判斷電熱水的狀態(tài)是本題的難點(diǎn)．