Question

【題目】如圖是某飲水機電路原理圖，銘牌如表所示。S是手動開關，S1是溫控開關，當S閉合后，熱水箱內的水溫低于86℃時S1就自動閉合，水溫高于95℃時S1就自動斷開，因此這臺飲水機有“加熱”和“保溫”兩檔功率。

（1）求發(fā)熱電阻R1的阻值_______。

（2）正常工作時，經觀察發(fā)現，當加熱罐內裝滿熱水但較長時間沒有飲用時，每隔一段時間，飲水機就加熱一次，請你分析：冬季的間隔時間________夏季的間隔時間（選填“大于”、“等于”或“小于”）

（3）若加熱的效率為90%，試計算加熱一次需要多長時間__________？

Answer 1

【答案】 96.8 小于 84s

【解析】（1）由P=U2/R可得，正常加熱時發(fā)熱電阻R1的阻值：R1=U2/P加熱=220V 2/500W=96.8Ω

（2）由于冬季氣溫低，熱量散失快，所以冬季的間隔時間小于夏季的間隔時間；

（3）水箱裝滿水時水的體積：V=1L=1dm3 =1×10-3 m3 ，

由ρ=m/V可得，水的質量：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×1×10-3 m3 =1kg，

則水吸收的熱量：Q吸 =cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg℃）×1kg×（95℃-86℃）=3.78×104 J，

由η=Q吸/W×100%可得，消耗的電能：W=Q吸/η=3.78×104J/90%=4.2×104 J，

由P=W/t可得，需要的加熱時間：t′=W/P=4.2×104J/500W=84s。