Question

【题目】如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．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），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率484W，保温时的功率40W．求：
（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于状态．
（2）R1和R2的电阻值各是多大？
（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时问？[c水=4.2×103J/（kg℃），p水=1.0×103kg/m3 ， 忽略温度对电阻的影响]．

Answer 1

【答案】
（1）断开
（2）解：因为P加= ，所以电阻R1= = =100Ω，

因为P保= ，所以总电阻R总= = =1210Ω，

电阻R2=R总﹣R1=1210Ω﹣100Ω=1110Ω；

（3）解：水箱中水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg．℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J，

W= = =8.4×105J

P′加= = =400W

t= = =2.1×103s

【解析】解：（1）由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，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，饮水机功率越大，因此当开关S0断开时，电路阻值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态．