Question

某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机， 其铭牌如下表所示，下图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝。分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时，饮水机处于保温状态。
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6 kg 18℃的水加热到 93℃，用时6 min。用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[c_水=4.2× 10³J／（kg．℃）
（3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R₁与R₂的比值应是多少？

Answer 1

解：
（1）I===2.5A；
（2）Q_吸=c_水m（t－t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×0.6kg×（93℃－18℃）=1.89×10⁵J，W=Pt=550W×360s=1.98×10⁵J，η=≈95.5％；
（3）当加热时，S闭合，R₁短路，得P= ，当保温时，S断开，R₁与R₂串联，P'=由题意得，0.414。