Question

【题目】如图甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图，图乙是它的有关参数。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制）。试问：

（1）饮水机内温控开关S0闭合时，饮水机处于______ 状态（选填“加热”或“保温”）

（2）电路中R2的阻值多大？____

（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长的时间？______（c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）

Answer 1

【答案】加热 1170Ω 630s

【解析】

(1)[1]由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P=可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，饮水机功率越大，因此当开关S0闭合时，电路阻值较小，电功率较大，饮水机处于加热状态。

(2)[2]当开关处于闭合状态时，饮水机处于加热状态，只有电阻R1接入电路，由P=可知，电阻阻值：

R1===40Ω；

R2= R1=40Ω=1170Ω；

(3)饮水机加热状态的实际功率：

P实== =1000W，

由ρ=可知，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×103m3=1.5kg，

水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃20℃)=5.04×105J，

由公式η=可得，

W= ==6.3×105J，

由P=可得，加热时间：

t===630s.

答：(1) 加热；

(2)R2的电阻值是1170Ω；

(3)装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要630s。