Question

近期由天水市有关单位实施的家电下乡活动中，有种电器是电热饮水机，它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S₀自动控制)，从说明书上收集到如下数据及图所示的电路原理图．

(1)请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于加热还是保温状态．

(2)求电阻R₁的阻值．

(3)晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200 V，若它的电阻不变，加热效率为80％，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？(C_水＝4.2×10³ J/(kg·℃)，(ρ_水＝1.0×10³ kg/m³，保留一位小数)

Answer 1

答案：
解析：

(1)S0断开时，P1＝U2/R2；S0闭合时，P2＝U2/R总；∵R1和R2的并联∴R总＜R2　∴P1＜P2则S0断开时处于保温状态(2分) 　　(2)保温时：P保温＝U2/R2，R2＝U2/P保温＝(220 V)2/40 W＝1210 Ω 　　加热时，P加热＝U2/R总，R总＝U2/P加热＝(220 V)2/400 W＝121 Ω 　　R总＝R1R2/(R1＋R2)代入，121 Ω＝1210 Ω·R1/(1210 Ω＋R1)，R1＝134.4 Ω(2分) 　　(3)Q放＝Q水吸　P实t×80％＝Q水吸(U2实/R总)·t×80％＝c水m水△t水(U2实/R总)·t×80％＝c水ρ水V水△t水 　　[(200 V)2/121 Ω]·t×80％＝4.2×103 J/(kg·℃)×103 kg/m3×2×10－3 m3×(80℃－20℃) 　　t＝1905.8 s(2分)