题目内容
20．如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示．
| 额定电压 | 额定加热功率 | 指示功率 | 袋内充水 | 自动断电温度 |
| 220V | 500W | ≤0.2W | 1kg | 65℃ |
（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关串联（选填“串联”或“并联”）起来使用；
（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，则此过程中水吸收的热量是多少？这一过程消耗了多少的电能？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．（注：指示灯消耗的电能可以忽略不计）
分析 （1）由图可见，红色指示灯L和发热体R是并联的，两电阻两端的电压相等，根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析两电阻阻值的大小；
（2）两开关串联时，相互影响，必须都闭合电路才能工作，并联时，互不影响，闭合任何一个都能使电路工作；
（3）由表格数据可知指示灯熄灭时的温度，又知道水的质量、初温和比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能．
解答 解：（1）由图可见，红色指示灯L和发热体R是并联的，两端电压相等，发热体的功率要比指示灯的功率大得多，
由电功率的计算P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在电压U相等的情况下，功率P大的，电阻R反而小，
因此发热体的电阻要小于指示灯的电阻；
（2）因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，因此这两个开关是串联的；
（3）热水袋中的水的质量m=1kg，温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（65℃-15℃）
=2.1×105J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt′=500W×10×60s=3×105J．
答：（1）大；
（2）串联；
（3）此过程中水吸收的热量是2.1×105J，这一过程消耗的电能为3×105J．
点评 本题考查了并联电路的特点和电功率公式、吸热公式、电功公式的应用以及串并联的辨别，由表格得出有用的数据是关键．
练习册系列答案
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