Question

【题目】如图所示是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态R1、R2是发热电阻并且阻值相等热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2x103J/（kg℃）]

额定电压	220V	容积	10L
加热功率	1000W	保温功率	W

（1）开关S跳至_____触点位置时，热水器进入保温状态。

（2）求保温功率是多少____W？

（3）冰水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到75℃，水需要吸收多少热量_____（在上述加热状态下，热水器正常工作40min需消耗多少电能_____？加热效率是多少________？

Answer 1

【答案】b 500W 2.1×106J 2.4×106J 87.5%

【解析】

（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P＝可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，电热水器功率越大，因此当开关S跳至b触点位置时，电路阻值较大，电功率较小，电热水器处于保温状态。（2）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，由P＝可知，电阻阻值：R1＝＝48.4Ω，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，由P＝可知：P保温＝＝500W;（3）已知电热水器的容积V＝10L＝10dm3＝0.01m3，由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.01m3＝10kg，水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×10kg×(75℃25℃)＝ 2.1×106J;（4）由P＝可得，加热状态下，热水器正常工作40min需消耗电能W＝P加热t＝1000W×40×60s＝2.4×106J。加热效率η＝×100%＝×100%＝87.5%.