Question

【题目】如图甲所示，是小赵妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态（温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃）

(1)求电阻R2的阻值；

(2)把500g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所吸收的热量（c牛奶＝4.0×103J/(kg·℃)）

(3)如图乙所示是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图像，求暖奶器在加热过程中的热效率。（结果保留到小数点后一位）

Answer 1

【答案】(1)242Ω；(2)4×104J；(3)90.9%。

【解析】

(1)由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态；双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，根据电路的总功率等于各用电器功率之和求出电阻R2的功率，根据并联电路的电压特点和求出电阻R2的阻值；

(2)知道牛奶的比热容，根据求出把500g牛奶从20℃加热到40℃时牛奶所吸收的热量；

(3)根据图2可知暖奶器在加热过程中工作的时间，根据求出消耗的电能，利用求出暖奶器在加热过程中的热效率。

(1)由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态，双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，则加热时电阻R2的功率：

，

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由可得，电阻R2的阻值：

；

(2)把500g牛奶从20℃加热到40℃，牛奶所吸收的热量：

；

(3)由图2可知，暖奶器在加热过程中的工作时间，由可得，加热过程消耗的电能：

，

暖奶器在加热过程中的热效率：

。

答：(1)电阻R2的阻值为242Ω；(2)牛奶所吸收的热量为4×104J；(3)暖奶器在加热过程中的热效率为90.9%。