Question

8．下表为某饮水机铭牌的部分参数，其内部简化电路如图所示．饮水机有保温和加热状态．求：

额定电压	220V
额定功率	加热	1000W
	保温	44W
热水器的容量	2L

（1）开关处于什么状态时，饮水机处于保温挡和加热挡．
（2）两电阻的阻值．
（3）若热效率为84%，该饮水机将2kg的水从30℃加热至96℃，需要多长时间？C_水=4.2×l0³J/（kg•℃）

Answer 1

分析 （1）分析图示电路结构，根据电路结构判断饮水机的工作状态．
（2）由电功率公式求出电阻阻值；
（3）根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量，再根据效率和功率公式求出加热时间．

解答 解：
（1）由图示电路图可知，当S、S₁同时闭合时，只有电阻R₂接入电路，电路电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路电功率最大，饮水机处于加热档；
当S闭合，S₁断开时，两电阻串联，此时电路中电阻最大，电路电功率最小，饮水机处于保温挡；
（2）饮水机铭牌参数可知加热档时功率为1000W，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R₂的阻值为：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
保温档时：
R₁+R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$，
即：48.4Ω+R₂=$\frac{（220V）^{2}}{44W}$，
解得：R₁=1051.6Ω；
（3）水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（96℃-30℃）=5.544×10⁵J，
由η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{Q}{Pt}$可得：
t=$\frac{Q}{η{P}_{加热}}$=$\frac{5.544×1{0}^{5}J}{0.84×1000W}$=660s．
答：（1）当S、S₁同时闭合时，饮水机处于加热档；当S闭合，S₁断开时，饮水机处于保温挡；
（2）R₁的阻值为1051.6Ω，R₁的阻值为48.4Ω；
（3）若热效率为84%，该饮水机将2kg的水从30℃加热至96℃，需要660s．

点评 本题考查吸热公式、电功率公式、电功公式、效率公式的应用，关键是知道铭牌参数含义的理解与掌握，难度适中，是一道好题．