Question

【题目】如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0 ． 该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝（不考虑温度对电阻丝阻值的影响）．求：
（1）当S和S0闭合时，电路中的总电流；
（2）加热时效率为80%，将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要多少时间；
（3）电阻丝R2的阻值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，

由P=UI= 可知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态，

由P=UI可得，此时电路中的总电流：

I= = =4A

（2）解：水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（100℃﹣30℃）=1.47×105J，

由η= ×100%可得，消耗的电能：

W= = =1.8375×105J，

由P= 可得，需要的加热时间：

t′= = ≈208.8s

（3）解：由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，

由P=UI= 可知，电路总功率最小，饮水机处于保温状态，

由P=UI= 可得，电阻R2的阻值：

R2= = =1210Ω

【解析】（1）由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P=UI= 可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI求出此时电路中的总电流；（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据η= ×100%求出消耗的电能，利用P= 求出需要的加热时间；（3）由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，根据P=UI= 可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI= 求出电阻R2的阻值．