Question

如图所示为某电热饮水机的电路原理图，饮水机有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S₁自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度时，S₁又闭合重新加热． 已知电源电压保持220V不变，电阻R₁的阻值为1210Ω，电阻R₂的阻值为121Ω．求：
（1）饮水机处于保温状态时的电功率是多少？
（2）饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少？
（3）饮水机将水箱中5L水由30⁰C加热到70⁰C时水吸收的热量是多少？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

解：（1）开关S₁自动断开，电路为R₁的简单电路，
保温状态时的电功率P_保温===40W；
（2）S₁又闭合时，两电阻并联，
干路电流则I=I₁+I₂=+=+=2A；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=cρV△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³×（70℃-30℃）
=8.4×10⁵J．
答：（1）饮水机处于保温状态时的电功率是40W；
（2）饮水机处于加热状态时电路的总电流是2A；
（3）水吸收的热量是8.4×10⁵J．
分析：（1）开关S₁自动断开，电路为R₁的简单电路，根据P=求出保温状态时的电功率；
（2）S₁又闭合时，两电阻并联，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流，再根据并联电路的电流特点求出加热状态时电路的总电流；
（3）先根据m=ρV求出水箱中水的质量，再根据Q=cm△t求出水吸收的热量．
点评：本题考查了电功率、电流、质量、热量的计算，关键是公式和规律的灵活运用以及开关闭合、断开时电路连接方式的判断；解决此类题目，首先要搞清串并联电路的电流、电压的关系，同时要掌握电功率的基本计算公式及推导公式，同时要掌握欧姆定律的计算公式及推导公式．