Question

【题目】养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，如图1．图2是养生壶的加热水槽部分工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W．不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯）。求：

（1）该养生壶的加热功率；

（2）若咖啡的比热容c＝4.0×103J/（kg℃），该养生壶的加热效率为80%，要将质量为1kg的咖啡温度升高55℃，需要加热多长时间；

（3）养生壶处于保温状态时电阻R2的阻值及其1min产生的热量。

Answer 1

【答案】（1）550W；（2）500s；（3）132Ω； 7920J。

【解析】

（1）当S拨到左边时，电路中只有R1工作，此时处于加热档，养生壶的加热功率：P＝＝＝550W；

（2）咖啡吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.0×103J/（kg℃）×1kg×55℃＝2.2×105J；由η＝得，消耗的电能：W＝＝＝2.75×105J，由W＝Pt得，加热时间：t＝＝＝500s；

（3）当S拨到右边时，R1和R2串联，此时处于保温档，根据P＝I2R可得，电路中的电流： I＝=＝1A，总电阻：R总＝＝＝220Ω，电阻R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω，R2在1min产生的热量：Q2＝I2R2t＝（1A）2×132Ω×60s＝7920J。