题目内容

6．如图是某饮水机的电路原理图，电源电压为220V，R2的电阻是4840Ω．当S1、S2 都闭合时饮水机处于加热状态，总功率为550W；当只闭合S2时饮水机处于保温状态．试问：
（1）当只闭合S2时，R2的功率为多少？
（2）当S1、S2 都闭合时，饮水机电路中的总电流为多少？
（3）饮水机内装有1kg初温为20℃的水，若饮水机正常加热6min，此时消耗电能的84%被水吸收，饮水机内水的温度升高到多少？

分析 （1）当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R2的功率；
（2）当S1、S2 都闭合时，饮水机处于加热状态，根据P=UI求出饮水机电路中的总电流；
（3）根据W=Pt求出饮水机正常加热6min消耗的电能，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出水吸收的热量，根据Q吸=cm（t2-t1）求出饮水机内水升高到的温度．

解答 解：（1）当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，
则R2的功率：
P2=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{4840Ω}$=10W；
（2）当S1、S2 都闭合时，饮水机处于加热状态，
由P=UI可得，饮水机电路中的总电流：
I=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，饮水机正常加热6min消耗的电能：
W=P加热t=550W×6×60s=1.98×105J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，水吸收的热量：
Q吸=ηW=84%×1.98×105J=166320J，
由Q吸=cm（t2-t1）可得，饮水机内水升高到的温度：
t2=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t1=$\frac{166320J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+20℃=59.6℃．
答：（1）当只闭合S2时，R2的功率为10W；
（2）当S1、S2 都闭合时，饮水机电路中的总电流为2.5A；
（3）饮水机内水的温度升高到59.6℃．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式、效率公式、吸热公式的综合应用，要注意水温升高到（末温）和升高了（温度变化量）的区别．

练习册系列答案
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