Question

【题目】无内胆饮水机的原理如图所示，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．已知该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．（已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg℃），取g=10N/kg）．问：

（1）当饮水机出温水的时候“温、开水选择开关”的状态是什么样的？饮水机电热丝R0的电阻是多少？
（2）现在需要100℃的开水600g，已知水的初温是20℃，如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？
（3）和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是什么？（写出一条）

Answer 1

【答案】
（1）解：当“温、开水选择开关”闭合时，只有电阻R0接入电路；
由P= 可知，此时饮水机处于加热状态；

当“温、开水选择开关”断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态；

根据题意可知，P加=2200W，

饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，
由P= 可知，R0= = =22Ω

答：当饮水机出温水的时候“温、开水选择开关”的状态是断开的；饮水机电热丝R0的电阻是22Ω；

（2）解：水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）=2.016×105J；

由η= 可得：

W= = =2.52×105J；

由W=Pt可知：

t= = ≈115s．

答：烧开这些水需要115s时间；

（3）答：和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是热量损失少，更加节能．

【解析】（1）由图知，当开关闭合时，只有电阻R0接入电路，当开关断开时，电阻R1、R0串联，由电功率的公式P=可判断饮水机所处状态；
已知饮水机的加热功率，由P=计算出电热丝R0的阻值；
（2）先计算出水的质量，然后根据Q吸=cm△t即可求出水吸收的热量；
根据η=先计算出消耗的电能，然后由W=Pt计算烧开开水需要的时间；
（3）从热量的损失和节能的角度分析解答．