Question

9．如圖，是某電熱水器的內(nèi)部電路圖，電源電壓為220V，R_l、R₂為定值電阻，R₁=22歐，其中R₁為電熱絲，給水加熱：R₂控制電路，使電路處于加熱或者保溫狀態(tài)，當(dāng)S₁閉合S₂斷開(kāi)時(shí)，熱水器處于保溫狀態(tài)，若此時(shí)電路總功率為220W，R₂的阻值為198歐，熱水器加熱時(shí)，熱水器的額定功率為2000W，用35分鐘將11L水由20℃燒至沸騰，熱水器的效率是88%．（假設(shè)當(dāng)時(shí)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）

Answer 1

分析 分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用電功率公式分析電熱水器的工作狀態(tài)；
應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式可以求出電功率；應(yīng)用熱量公式求出水吸收的熱量；
應(yīng)用電功公式求出電熱水器消耗的電能，然后應(yīng)用效率公式求出電熱水器的效率．

解答 解：由圖示電路圖空心，當(dāng)S₁閉合S₂斷開(kāi)時(shí)兩電阻串聯(lián)接入電路，電路電阻最大，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電熱水器電功率最小，此時(shí)電熱水器處于保溫狀態(tài)；
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{22Ω+{R}_{2}}$=220W，解得：R₂=198Ω；
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×11×10^-3m³=11kg，
水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的沸點(diǎn)是100℃，
水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×11kg×（100℃-20℃）=3.696×10⁶J，
電熱水器消耗的電能：W=Pt=2000W×60s×35=4.2×10⁶J，
電熱水器的效率：η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{3.696×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{6}J}$×100%=88%；
故答案為：保溫；198；88%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式與熱量公式、效率公式的應(yīng)用，明確電路的連接方式是關(guān)鍵．