Question

【题目】学校购置了一批温热型饮水机，配置每个班级其电路图和铭牌如图所示。小东查阅说明书了解到，通电后开关S和S0闭合饮水机进入加热状态；当瓶胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止，S0断开而进入保温状态；当胆内水的温度下降到60℃时，加热状态就又会自动启动。请解答以下问题：

额定功率	50Hz	额定电压	220V
加热功率	500W	保温功率	50W
瓶胆容量	1kg	制热水能力

(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是多大？电热丝R2的规格？

(2)小东同学通过观察发现：瓶胆内装满初温20℃的水，通电后正常工作，加热状态10min后停止，间隔15min后加热状态又启动。求饮水机在这25min工作过程中消耗的电能和对外损失的能量是多少？[]

(3)根据以上信息从物理学的角度对这种温热型饮水机进行合理评价。

Answer 1

【答案】(1)2.27A；“220V 50W”；(2)3.45×105J；1.77×105J；(3)饮水机一直处于工作状态，损失的热量大于有用的热量，效率低，浪费电能

【解析】

(1)由P=UI可求加热状态下正常工作电流为

当开关S闭合，S0断开时，电路为R2的简单电路，此时电路电阻最大，由可知，此时功率较小，为保温档，则由表格可知此时功率为50W，电压为220V，则R2规格为“220V 50W”。

(2)25min内消耗的电能为

W总=P热t1+P温t2=500W×10×60s+50W×15×60s=3.45×105J

水最终温度为60℃，则水吸收的热量为

则25min工作过程中对外损失的热量为

(3)通过损失热量与吸收热量对比分析可知，饮水机一直处于工作状态，损失的热量大于有用的热量，效率低，浪费电能。

答：(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是2.27A，电热丝R2的规格为2.27A，“220V 50W”。

(2)饮水机在这25min工作过程中消耗的电能为3.45×105J，对外损失的能量为1.77×105J。

(3)饮水机一直处于工作状态，损失的热量大于有用的热量，效率低，浪费电能。