Question

19．如表為某飲水機(jī)銘牌的部分參數(shù)，內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示．當(dāng)s閉合，S₁斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

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

求：（1）飲水機(jī)保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流是多少
（2）飲水機(jī)加熱電阻R₂的阻值多大？
（3）若不計(jì)熱損耗，該飲水機(jī)將2L的水從30℃加熱到90℃，需要多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

分析 （1）已知飲水機(jī)保溫狀態(tài)下的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求正常工作時(shí)的電流；
（2）已知加熱狀態(tài)下的功率，根據(jù)功率的變形公式即可求出加熱電阻R₂的阻值；
（3）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，再利用公式Q=W=Pt求出所需的時(shí)間．

解答 解：（1）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；
（2）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；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg；
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）飲水機(jī)保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流為0.2A．
（2）發(fā)熱電阻R₂的阻值為48.4歐姆．
（3）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(píng) 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．