Question

【题目】自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，我校使用的“碧丽”牌电热水器的参数表以及简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水=1×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/kg℃）

饮水机参数

热水温度：100℃

热胆容积：11L

加热功率：2200W

保温功率：100W

额定电压：220V

频率：50Hz

（1）该电热水器处于正常加热时的电流是多少？

（2）电阻丝R1的阻值．

（3）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到100℃，需用多长时间？

Answer 1

【答案】（1）10A；（2）462Ω；（3）35min

【解析】

（1）由表中数据可知加热功率P加=2200W，正常加热时的电流I加==10A；

（2）开关S2闭合、S1断开时，两电阻串联，由串联电阻的规律，此时总电阻最大，根据可知，饮水机的总功率最小，处于保温状态；总电阻：=484Ω，当两开关都闭合时，R1被短路，电路为R2的简单电路，此时饮水机处于加热状态，R2的阻值：R2==22Ω，根据串联电阻的规律可得R1的阻值：R1=R-R2=484Ω-22Ω=462Ω；

（3）饮水机的热胆装满水时，水的体积是11L=11dm3=11×10-3m3，水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×11×10-3m3=11kg；水温由20℃加热到100℃，水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg℃）×11kg×（100℃-20℃）=3.696×106J；消耗的电能：W==4.62×106J，需要的加热时间为：t==2100s=35min。

答：（1）该电热水器处于正常加热时的电流是10A；

（2）电阻丝R1的阻值是462Ω；

（3）水温由20℃加热到100℃，需用35min。