题目内容
3．
如图所示某种电热饮水机的简化电路图．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），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400W，保温时的功率40W．求：试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态（选填“闭合”或“断开”）．
（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℃，需要多长时间？．
分析 （1）分析电路结构，根据电路结构及电功率公式分析答题．
（2）由电功率公式的变形公式求出电阻阻值．
（3）（3）由电功率公式求出热水器的实际功率，由热量公式求出水所吸收的热量，最后由功率公式的变形公式求出加热时间．
解答 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=$\frac{{U}^{2}}{R}$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．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻R1阻值：
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{400W}$=121Ω，
处于保温状态时的总电阻：
R总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω，
保护电阻R2=R总-R1=1210Ω-121Ω=1089Ω；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，
水吸收的热量：Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（Kg℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
饮水机消耗的电能：W=$\frac{Q}{η}$=加热效率：η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80%}$=8.4×105J，
饮水机消耗的电能：W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t，解得：t=$\frac{W{R}_{1}}{{U}^{2}}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J×121Ω}{（200V）^{2}}$=2541s；
答：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态．
（2）R1和R2的电阻值分别为：121Ω、1089Ω；
（3）若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要的时间为2541s．
点评 本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力，对学生来说有一定拔高难度．
孟建平名校考卷系列答案| A． | 严冬，堆砌的雪人变小--熔化 | B． | 用吹风机将湿头发吹干--升华 | ||
| C． | 水烧开时，壶嘴出现“白气”--液化 | D． | 放在衣柜里的樟脑丸变小了--汽化 |
如图所示为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图．在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻（R0）的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化．当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报．已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大．当烟雾进人烟室并越来越浓时，则（ ）| A． | 电压表示数变大，电流表示数变大 | B． | 电压表示数变大，电流表示数减小 | ||
| C． | 电压表示数不变 电流表示数增大 | D． | 电压表示数变小，电流表示数减小 |
| A． | 电流表的示数减小，电压表的示数增大 | |
| B． | 电流表的示数减小，电压表的示数减小 | |
| C． | 电流表的示数增大，电压表的示数增大 | |
| D． | 电流表的示数增大，电压表的示数减小 |
| A． | 声音在真空中传播速度最大，在水中传播的速度最小 | |
| B． | 只要物体在振动，就一定能够听到声音 | |
| C． | 我们能区别不同人说话的声音，是因为他们的音色不同 | |
| D． | 乐器发出的声音都是乐音，不可能是噪声 |