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【题目】【2016·齐齐哈尔卷】如图甲为常用的电热饮水机,其电路原理如图乙所示,该饮水机的额定电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝 R1、R2的电阻不随温度变化).请问:

1当S闭合时,饮水机处于 选填“加热”或“保温”状态,此时电路中的电流是多大?

2电热丝R1的电阻是多大?

3饮水机加热工作时,将05千克初温为20℃的水加热到97℃,需要多长时间?假设电能全部转化为水的内能

【答案】15A;21056Ω;3147s

【解析1根据P=U2/R可知当U一定时,R最小,P最大,因此当S闭合时,R1短路,电路中电阻最小,此时功率最大,饮水机处于加热状态;由P=UI可得:I=P/U=1100W/220V=5A;

2因为当加热时只有R2工作,故R2=U/I=220V/5A=44Ω;由P=U2/R可得,当饮水机处于保温状态时,R=U2/P保温=220V2/4W=1100Ω因为串联,故R1=R﹣R2=1100Ω﹣44Ω=1056Ω;

3水吸收的热量为:Q=cmt=42×103J/kg℃×05kg×97℃﹣20℃=1617×105J;因为电能全部转化为水的内能W=Q=1617×105JP=W/t可得:t=W/P=1617×105J/1100W=147s

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