Question

【题目】如图甲是火车上使用的电开水器，内部水箱为圆柱体，其铭牌部分数据如表，图乙是其电路原理图（R1、R2都是加热电阻）。当水箱装满20℃的水后连续正常加热70min，水的温度升高80℃。[（c水=4.2×l03J/（kg.℃）,g=10N/kg]

请根据以上信息，觯决下列问题：

问题一：装满水后，水对水箱底的压强是多少？

问题二：加热过程中水吸收的热量是多少？

问题三：此加热过程电开水器的加热效率是多少？

问题四：R2的阻值是多少？

Answer 1

【答案】见解析所示

【解析】（1）装满水后，水箱内水的深度h＝＝0.5m,水对水箱底的压强p＝kg/m310N/kg0.5m＝5000Pa. （2）由ρ＝可知，水的质量：m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10-3m3＝50kg；水吸收的热量：Q吸＝c水m水(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×50kg×(80℃-20℃)＝1.26×107J；（3）电开水器消耗的电能：W＝Pt＝5000W×70×60s＝2.1×107J；电开水器的热效率：η＝×100%＝×100%＝60%；（4）开关S接a时，只有电热丝R1接入电路，此时电开水器处于加热状态，其加热功率为P1＝5000W；根据P＝可知，R1＝＝9.68；开关S接b时，电热丝R1和R2串联接入电路，此时电开水器处于保温状态，其保温功率为P2＝1000W；根据P＝可知，R＝ ＝48.4；R2的阻值：R2＝RR1＝48.49.68＝38.72。