Question

【題目】如圖甲所示，是家庭、賓館常用的電熱水壺，申路原理圖如圖乙所示，R1、R2為電熱絲（阻值均不受溫度影響），S0是一個自動溫控開關(guān)。該電熱水壺有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，當(dāng)壺內(nèi)水溫度達(dá)到100℃時進(jìn)入保溫狀態(tài)，電熱水壺的銘牌數(shù)據(jù)如下表。

單臺質(zhì)量1.5kg	水的質(zhì)量1kg
額定電壓220V	頻率50Hz
加熱功率840W	保溫功率40W

求：（1）當(dāng)開關(guān)S、S0都閉合時電熱水壺處于_____狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)S閉合、S0斷開時電熱水壺處于_____狀態(tài)，（選填“加熱”或“保溫”）

（2）電阻R1、R2的阻值分別是多少？________________

（3）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將一壺20℃的水燒開，則此過程中水所吸收的熱量是多少？[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）]________

（4）在這次燒水中，若電熱水壺的效率是80%，加熱需要多少時間？________

Answer 1

【答案】加熱 保溫 60.5Ω 1210Ω 3.36×105J 500s

【解析】

（1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S、S0閉合時，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻較小，由可知，此時電熱水壺的功率較大，為加熱檔，P加熱=840W；

當(dāng)開關(guān)S閉合、S0斷開時，電路中只有R2，電飯煲的功率較小，為保溫檔，P保溫=40W；

（2）由可得，電阻R2的阻值：

；

當(dāng)開關(guān)S、S0閉合時，R1與R2并聯(lián)，因總功率等于各電阻消耗功率之和，

則R1的功率：P1=P加熱﹣P保溫=840W﹣40W=800W，

由可知，R1的阻值：

；

（3）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，則水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；

（4）由得，電熱水壺消耗的電能：

，

由可得，加熱需要的時間：

。