题目内容
15．
如表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S0控制）．求：| 热水箱容量 | 1L |
| 额定电压 | 220V |
| 加热时功率 | 500W |
| 保温时功率 | 50W |
（2）保温电阻是R2，其电阻值是968Ω；
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为90%，装满热水箱的水从20℃加热到95℃需700s的时间．（C水=4.2×103J/kg•℃）
分析 （1）分析温控开关S0断开前后电路电阻的变化，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态；
知道加热功率利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路的等效电阻的阻值；
（2）已知保温时的功率，且保温时只有R2接入，则由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得R2的阻值；
（3）知道热水箱的容积（装满水水的体积），利用密度公式求水的质量，知道水的初末温，利用吸热公式求加热这些水所需要的热量，由电热器的效率可求得需要消耗的电能，由电功公式可求得加热所需要的时间．
解答 解：（1）当开关S、S0闭合时R1与R2并联，因为电阻越并越小、小于任何一个分电阻，
所以根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路中的电阻最小，电功率最大，饮水机处于加热状态；
因为加热功率为P加=500W，电压为220V，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
等效电阻为：R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加}}$=$\frac{（220V）^{2}}{500W}$=96.8Ω；
（2）当开关S0闭合时R1与R2并联，当开关S0断开后电路为R2的简单电路；
因为电阻越并越小、小于任何一个分电阻，所以根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，开关S0断开时，电路中的电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温状态；
当S0断开时，饮水机处于保温状态，所以P保温=50W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50W}$=968Ω；
（3）水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg；
水升温所吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/kg•℃×1kg×（95℃-20℃）=3.15×105J；
热水器放出的热量：
Q放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{90%}$=3.5×105J，
电流所做的功W=Q放=Pt
则加热所用的时间：
t=$\frac{W}{{P}_{加}}$=$\frac{3.5×1{0}^{5}J}{500W}$=700s．
故答案为：（1）开关S、S0闭合；96.8； （2）R2； 968；（3）700s．
点评 本题为电功与热量的综合计算题，考查了热量的计算、电能的计算、电功率公式的应用，此类问题在近几年考试中出现的次数较多，从铭牌中得出相关信息并利用好是本题的关键．
运用知识解决问题：
如图所示，一物体重为50牛，从如图所示的斜面上滑下，受到斜面的摩擦力为5N，请用力的示意图画出此物体所受到重力和摩擦力，并标明这两个力的大小．
| 面积大小 | 110dm2 |
| 镜子质量 | 1.1kg |
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 1W/dm2 |
（2）求正常工作400s，电热膜产生的热量．
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热膜的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要．请求出R的最大阻值．
杠杆究竟在什么条件下才平衡？老师给同学们提供了如图所示的器材进行探究．
小杰同学用实验探究电流和电压的关系，他根据测量数据绘出了甲、乙两个定值电阻电流与电压关系的图象，如图所示．| A． | 用高压锅煮饭 | B． | 用吸管喝饮料 | ||
| C． | 用针筒吸药水 | D． | 玻璃厂用吸盘搬运大块的玻璃 |
如图所示是某物质熔化时其温度随时间变化的图象，根据该图象你能获得哪些有价值的信息，请写出三条：