Question

【題目】如左圖是一臺(tái)常用的電熱飲水機(jī)，下表是它的銘牌數(shù)據(jù)，如圖是它的電路原理圖，其中S是溫控開(kāi)關(guān)，R1是定值電阻，R2是加熱電阻．當(dāng)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)

水桶容量	20L
熱水箱容量	1L
額定電壓	220V
加熱功率	440W
保溫功率	40W

（1）在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流是多大？
（2）飲水機(jī)正常工作時(shí)，將熱水箱中的水從20℃加熱到90℃．需用時(shí)14min[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）]．求此加熱過(guò)程中：①水吸收的熱量； ②飲水機(jī)的加熱效率．
（3）求電阻R1的阻值（保溫功率是指整個(gè)電路消耗的功率）．

Answer 1

【答案】
（1）解：由表信息可知：

飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流：

I= = =2A

（2）解：熱水箱中的水質(zhì)量：

m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（90℃﹣20℃）=2.94×105J

電流做的功：

W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J，

∵該電路是純電阻電路

∴Q放=W

飲水機(jī)的加熱效率：

η= ×100%= ×100%≈79.5%

（3）解：當(dāng)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)

R2= = =110Ω

當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)

P保溫= = =40W

所以R1=1100Ω．

【解析】（1）由表格可知：加熱狀態(tài)下的功率，利用公式I= 即可求得正常工作時(shí)電路中的電流；（2）先求出水的質(zhì)量，再根據(jù)公式Q吸=cm（t2﹣t1）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出電流做的功，最后代入效率公式，即可求解；（3）當(dāng)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，電路中只有R2在工作，利用R= 求出R2的阻值；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，此時(shí)R1、R2串聯(lián)，根據(jù)R= 求出總電阻，然后利用電阻的串聯(lián)求出R1的阻值．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了熱量的計(jì)算和歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來(lái)的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能正確解答此題．