Question

【题目】如图中甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．图乙是它的有关参数．它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），试问：

(1)饮水机处于保温状态时温控开关S应处于________状态

(2)R1和R2的电阻值各是多大_________？

(3)在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间_______？（c水=4 2×103J／（kg℃），p水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响）

故

Answer 1

【答案】 (1). 断开 (2) 40Ω . 1170Ω (3). 630s

【解析】解答：保温状态时温控开关S0应处于断开状态。因为保温状态时功率小，电压一定，所以此时电阻大，当S0断开时两电阻串联电阻最大，所以S0应处于断开状态。

(2)当开关闭合时，饮水机处于加热状态,只有电阻R1接入电路，

由P=U2∕R可得：R1=U2∕P加热=(220V)2∕1210W=40Ω；

当开关断开时，饮水机处于保温状态此时两个电阻串联，

所以R2=U2/P保温R1=(220V)2∕40W40Ω=1170Ω；

(3)饮水机加热状态的实际功率：

P实=U2实∕R1=(200V)2∕40Ω=1000W，

装满水箱时水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×103m3=1.5kg，

水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃20℃)=5.04×105J，

因为η=Q吸/W可得，

W=Q吸∕η=5.04×105J∕80%=6.3×105J

由P=W∕t可得，加热时间：t=W∕P=6.3×105J/1000W=630s.