Question

【题目】多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg）

（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；

（2）求R1的阻值；

（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；

（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

Answer 1

【答案】（1）S1闭合，S2接B（2）88Ω（3）1.25A（4）3.696×105J ， 420s

【解析】

解：（1）由图乙知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由可知，此时总功率最大，所以此状态为高温档；

（2）由图乙知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，此时为低温档；

当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档；

由P=UI得，正常工作时通过R1的电流为：，

所以R1的阻值：。

（3）由P=UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：

。

（4）由可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，

水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，

养生壶所消耗的电能，

由W=Pt可得，用高温档烧开一壶水需要的时间为：

。

答：（1）开关S1闭合，S2接B时，养生壶为高温档；（2）R1的阻值为；（3）养生壶处于低温档工作时，电路中的电流大小为1.25A；（4）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要时间420s；