Question

【题目】（8分）无内胆饮水机的电路原理如图，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．该管线机的额定电压是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℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：

（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？

（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？

（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？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？

Answer 1

【答案】（1）断开，出温水；闭合，出开水；（2）10A；22欧（3）1.68×105；95.5s

【解析】试题分析：（1）当开关S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；当开关S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；

（2）根据题意可知，P加=2200W，由P=UI可知，饮水机出开水时电热丝中的电流：I==10A；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，

（3）水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg；

水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；

W==2.1×105J；

烧开这些水需要的时间：t=≈95.45s。