题目内容
19．
如图是饮水机的简化电路图，如表是从某台电热饮水机的说明书上收集到的信息．经分析得知，电热饮水机有加热和保温两种工作状态．当S闭合时、S0断开时，饮水机处于保温状态，当S、S0同时闭合时，饮水机处于加热状态．求：| 热水箱容量 | 2L |
| 额定电压 | 220V |
| 加热时的功率 | 400W |
| 保温时的功率 | 40W |
（2）正常加热时，流过电热丝R1的电流是多少？
（3）若一次将初温为20℃、质量为0.2kg的水加热至100℃用了4min，则电热水器加热的效率是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．
分析 （1）当S闭合时、S0断开时，电路为R2的简单电路，饮水机处于保温状态，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻R2的阻值；
（2）当S、S0同时闭合时，两电阻并联，饮水机处于加热状态，加热时的功率减去保温时的功率即为R1的电功率，根据并联电路的电压特点和P=UI求出流过电热丝R1的电流；
（3）知道水的质量和初温、末温以及比热容，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，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水器加热的效率．
解答 解：（1）当S闭合时、S0断开时，电路为R2的简单电路，饮水机处于保温状态，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电阻R2的阻值：
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
（2）当S、S0同时闭合时，两电阻并联，饮水机处于加热状态，
因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，R1的电功率：
P1=P加热-P保温=400W-40W=360W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，流过电热丝R1的电流：
I1=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{360W}{220V}$≈1.64A；
（3）水吸收的热量：
Q吸=cm（ t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=6.72×104J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=P加热t=400W×4×60s=9.6×104J，
电热水器加热的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{4}J}{9.6×1{0}^{4}J}$×100%=70%．
答：（1）保温电阻R2的阻值为1210Ω；
（2）正常加热时，流过电热丝R1的电流是1.64A；
（3）电热水器加热的效率是70%．
点评 本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式、效率公式的应用，从题目所给信息中找到有用的数据是关键．
如图所示，电源电压保持不变，L为小灯泡（设电阻不随温度改变），R为滑动变阻器，开关S闭合后，将滑动变阻器R的滑片P自a端向b端移动过程中（ ）| A． | 电流表的示数变大 | B． | 电压表的示数变小 | ||
| C． | 小灯泡亮度不变 | D． | 小灯泡变亮 |
（1）请在如表中把相关的数据填写完整
| 物体重 G/N | 物体上升的 高度h/cm | 弹簧测力计 的示数F/N | 弹簧测力计移动 的竖直距离S/cm | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械效率 η/% |
| 4 | 15 | 2.4 | 30 | 0.6 | 0.72 | 83.3 |
