Question

【题目】小明家的电热饮水机，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，自动保温；当水温降至一定温度t时，又重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

（1）当S闭合、S1断开时，饮水机处于_________（加热/保温）状态，此时电路中的电流为多少A？

（2）求电阻R1的阻值．

（3）饮水机加热一次把初温22℃的水加热到92℃，水吸收的热量为多少J？如果加热一次的时间为7min．则饮水机的效率为多大？（水的比热为4.2×103J/(kg·℃)）

Answer 1

【答案】（1）保温 0.2A

（2）1100Ω

（3）2.94×105J 87.5%

【解析】（1）当S闭合、S1 断开时，电路为R1 的简单电路；当S、S1 闭合时，R1 与R2 并联，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，当S闭合、S1 断开时，电路中的总电阻最大，当S、S1 闭合时，电路的总电阻最小，因电压一定时，由P=UI=U2/R可知，总电阻大的功率较小，总电阻小的功率较大，所以，当S闭合、S1 断开时，饮水机功率最小，处于保温状态，当S、S1 闭合时，饮水机功率最大，处于加热状态，当S闭合、S1 断开时，处于保温状态，由P=UI可得，电路中的电流：I=P保温/U=44W/220V=0.2A；

（2）当S闭合、S1 断开时，电路为R1 的简单电路，饮水机处于保温状态，由I=U/R可得，电阻R1 的阻值：R1 =U/I=220V/0.2A=1100Ω；

（3）水吸收的热量：

Q吸 =cm（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg℃）×1kg×（92℃-22℃）=2.94×105 J，由P=W/t可得，消耗的电能：W=P加热 t′=800W×7×60s=3.36×105 J，

饮水机的效率：η=Q吸/W×100%=2.94×105J/3.36×105J×100%=87.5%