题目内容

【题目】如图所示是市场上一种电热饮水机的简化电路图,S是温控开关,R2是调节电阻,其阻值为88Ω,R1是供加热的电阻丝,饮水机的铭牌如表所示.[已知c=4.2×103J/(kg℃)]求:
(1)若饮水机正常工作的加热效率为80%,现将质量为5kg,初温为20℃的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少?需加热多长时间?(计算结果保留整数)
(2)当饮水机处于保温状态时,R1的功率是多少?

型号

YSJ﹣66

额定电压

220V

加热功率

2200W

水箱容积

5L

【答案】
(1)解:水吸收热量:

Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J;

由题根据η= 可得加热中消耗的电能:

W= = =2.1×106J,

由P= 可得加热时间:

t= = ≈955s;

答:需要吸收的热量是1.68×106J;需加热955s时间;


(2)解:由P= 可得,加热电阻R1= = =22Ω,

当断开S时,R1、R2串联,电路处于保温状态,保温时电路中电流I= = =2A,

R1的功率P1=I2R1=(2A)2×22Ω=88W.

答:当饮水机处于保温状态时,R1的功率是88W.


【解析】(1)已知水的质量与初温,由热量公式可以求出水吸收的热量;由加热效率求出饮水机产生的热量,然后由电功率公式的变形公式求出加热时间.(2)先用P= 可求出加热电阻R1;再利用I= 求出保温时的电流,最后利用P=I2R求出R1的功率.

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