Question

【题目】一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：

(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量（c水＝4.2×103J/（kg℃））

(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率。

(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？

(4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量。

Answer 1

【答案】(1)2.772×105J；(2)1100W；(3)84%；(4)12936J

【解析】

(1)水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J；

(2)由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于保温状态，则电热水器处于加热状态时工作电路的功率：

P加热＝=1100W；

(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃时，水吸收的热量为2.772×105J，由P＝可得，通电5min内消耗的电能：

W＝Pt′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，

电热水器的加热效率：

η＝×100%＝×100%＝84%；

(4)当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作电路的电流：

I＝＝0.1A，

则通电10min内R2产生的热量：

Q2＝I2R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J。

答：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量为2.772×105J；

(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W；

(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为84%；

(4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量为12936J。