Question

18．如圖甲所示是海爾牌電熱飲水機的工作原理圖，該飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機內(nèi)溫控開關S₀自動控制）．其銘牌如圖乙所示，其中保溫功率已模糊不清．已知R₁、R₂中有一電阻的阻值為2112歐．求：
（1）計算并說明，將滿水箱初溫為20℃的水燒開（標準大氣氣壓下），飲水機至少需要消耗多少電能．
（2）根據(jù)已知條件，得出電阻R₂阻值．
（3）該飲水機的保溫狀態(tài)下的總功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)密度公式先求出水的質(zhì)量，利用吸熱公式求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)電路分析，利用加熱狀態(tài)的電功率和電壓求出電阻；
（3）分析電路可知當兩電阻串聯(lián)時，電路中電流最小處于保溫狀態(tài)，利用歐姆定律求出電流，根據(jù)電功率公式求出功率．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量為：m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3 m³=2kg
Q_吸=cm△t=4.2×10³×2×80J=6.72×10⁵ J
消耗的電能至少等于水吸收的熱量，即至少消耗電能6.72×10⁵ J
（2）當S、S₀閉合，飲水機處于加熱狀態(tài)
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：R₂=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{500W}$=88Ω
（3）當S閉合，S₀斷開，R₁與R₂串聯(lián)
R_總=R₁+R₂=2112Ω+88Ω=2200Ω
I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{220V}{2200}$=0.1A
P_保溫=UI=220V×0.1A=22W
答：（1）將滿水箱初溫為20℃的水燒開（標準大氣氣壓下），飲水機至少需要消耗6.72×10⁵ J電能．
（2）根據(jù)已知條件，得出電阻R₂阻值88Ω．
（3）該飲水機的保溫狀態(tài)下的總功率22W．

點評 此題主要考查學生對于物質(zhì)吸熱公式、電功率公式以及歐姆定律的理解和掌握．