Question

【题目】大多数学校都安装了直饮机无内胆饮水机，电路原理如图所示，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”S的状态（S“断开”或S“闭合”，可以选择出温水或开水。该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2000W，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=4.2J/（kg），水的密度=1kg/，求：

（1）开关S___________“断开”或“闭合”时出开水。

（2）温水档时电路的电阻________？

（3）现在需要一标准大气压下的开水500mL，已知水的初温是20，若饮水机正常工作，烧开这些水需要多少时间______？设电能全部转化为水吸收的热量

Answer 1

【答案】闭合 44Ω 84s

【解析】

(1)[1]当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，电路中电阻较大，由P=可知，此时饮水机出温水，当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路，此时电阻最小，由P=可知，此时饮水机出开水；

(2)[2]当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时P温=1100W，由P=UI可知，饮水机温水档时电热丝中的电流：

I温===5A

由I=可得，电路中的总电阻：

R总===44；

(3)[3]由=可得，水的质量：

m=V=1×103kg/m3×500×106m3=0.5kg

水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg)×0.5kg×(10020)=1.68×105J

消耗的电能：

W=Q吸=1.68×105J

由P=可得加热时间：

t===84s。