Question

【题目】（7分）前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数和加热原理如图乙、丙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S0洗净装置喷出热水．［ C水=4.2×103J/（kg·℃）、ρ水=1.0×103kg/m3）］试问：

甲

乙

（1）R2的阻值是多少？

（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？

（3）若保温座圈加热5 min，洗净装置工作1 min，共需要消耗多少J电能？

Answer 1

【答案】880 70% 1.245×105J

【解析】试题分析：由图丙可知道，保温座圈的功率为55W，利用公式P额=U额2/R 可求出R2的阻值R2=U额2/P额，洗净装置喷水时，水所吸收的热量Q吸与消耗的电能的比值即该装置加热的效率。

（1）由P=UI和I=U/R得R2=U2/P=880Ω

（2）Q吸=cm△t W=Pt η=Q吸/W=（0.9kg×4.2×103J/kg℃×20℃）/(1800W×60s)=70%

（3）W=P1t1+ P2t2=1.245×105J