Question

【题目】如图甲是某学校使用的电开水器铭牌，图乙是其电路原理图（R1、R2都是加热电阻）．水箱装满20℃的水后连续正常加热21min，水的温度由20℃升高到50℃．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg℃）．求：

（1）加热过程中水吸收的热量；

（2）此过程电开水器的热效率；

（3）R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）6.3×106J（2）η=90.9%（3）39．6Ω

【解析】

（1）由可知，水的质量：

，

水吸收的热量：

。

（2）电开水器消耗的电能：W=Pt=5500W×21×60s=6.93×106J，

电开水器的热效率：。

（3）开关S接a时，只有电热丝R1接入电路，此时电开水器处于加热状态，其加热功率为P1=5500W，

根据可知，。

开关S接b时，电热丝R1和R2串联接入电路，此时电开水器处于保温状态，其保温功率为P2=1000W，

根据可知，总电阻，

所以R2的阻值：R2=R-R1=48.4Ω-8.8Ω=39.6Ω。

答：

（1）加热过程中水吸收的热量为；

（2）此过程电开水器的热效率为90.9%；

（3）R2的阻值为39.6Ω；