Question

14．某品牌電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，從說(shuō)明書(shū)上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖所所的電路原理圖（其中S₀為溫控開(kāi)關(guān)），當(dāng)開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)時(shí)，水箱中的水溫度高（選填“高”或“低”），飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．水箱中裝滿水后，閉合S，需要7min可使水從25℃升高到85℃．[ρ=1.0×10³ kg/m³，c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]

熱水箱容量	2I
額定電壓	220V
加熱時(shí)的功率	1200W
保溫時(shí)的功率	40W

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電源電壓不變，當(dāng)電路電阻變大時(shí)，電路消耗的電功率就小，就處于保溫狀態(tài)；當(dāng)電路電阻變小時(shí)，電路消耗的電功率就大，就處于加熱狀態(tài)．
（2）知道水箱的體積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度的變化，可利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算水吸收的熱量；又知道加熱時(shí)的功率，可利用時(shí)t=$\frac{W}{{P}_{加}}$計(jì)算出加熱時(shí)間．

解答 解：
（1）當(dāng)S閉合，S₀斷開(kāi)時(shí)，電路中只有電阻R₂，電阻相對(duì)較大，電功率較小，處于保溫狀態(tài)，當(dāng)兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，此時(shí)電路電阻最小，電功率最大，處于加熱狀態(tài)；
（2）因?yàn)棣?1×10³kg/m³，V=2L=2×10^-3m³，
所以一箱水的質(zhì)量為：m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
又因?yàn)閏=4.2×10³J/（kg•℃），△t=t-t₀=85℃-25℃=60℃，
所以水吸收的熱量為：Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×60℃=5.04×10⁵J；
而P_加=1200W，
加熱時(shí)間為：t=$\frac{W}{{P}_{加}}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1200W}$=420s=7min．
故答案為：高；保溫；7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查質(zhì)量、吸收熱量、時(shí)間等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)電路的情況，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．在計(jì)算過(guò)程中要特別注意單位的換算．