Question

【题目】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．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0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。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

【答案】（1）2.5A（2）1.89×105J；95.5%（3）0.414

【解析】

【1】由P＝UI得：I＝则该饮水机正常工作时的电流：I＝＝2.5A.

【2】水罐中的水吸收的热量：Q吸＝C水m(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×0.6kg×(93℃18℃)＝1.89×105J，饮水机工作6min消耗的电能：W＝Pt＝550W×360s＝1.98×105J，该饮水机加热时的效率： ≈95.5%

【3】当S闭合时,R1短路,R2两端的电压等于电源电压，此时饮水机处于加热状态，则电功率P2＝，当S断开时,R1与R2串联，此时饮水机处于保温状态，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：I＝，则保温功率： P′2＝I2R2＝ R2，∵P2＝2P′2，∴解得：.即＝0.414