题目内容
【题目】小明观察家里电饭锅的铭牌：额定电压为220 V，保温功率为20 W，加热功率是1 000 W，工作原理如图所示。通过改变“加热、保温选择开关”的“断开”或“闭合”，就可以得到加热或保温两种工作状态。R0为电热丝且电阻不随温度变化，定值电阻R为分压电阻，现在需要100 ℃的开水500 mL。已知水的初温是20 ℃，电能转化为水的内能的效率是80%，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3。请你解答：
(1)在保温状态时，“加热、保温选择开关”是___________的(选填“断开”或“闭合”)；
(2)电热丝R0的阻值___________；
(3)饮水机正常工作时，将水烧开需要的加热时间_________。
【答案】断开48.4 Ω210 s
【解析】
(1)由电路图可知,“加热、保温选择开关”断开时,R0与R串联，电路中的总电阻最大，由P＝
可知，当电压一定时，电路中的总功率最小，电饭锅处于处于保温状态；(2)当“加热、保温选择开关”闭合时,电路为R0的简单电路，电饭锅处于加热状态，则电热丝R0的阻值：R0＝
＝48.4Ω，(3)由ρ＝
可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×500×106m3＝0.5kg，水吸收的热量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×0.5kg×(100℃20℃)＝1.68×105J，由η＝
×100%可得，消耗的电能：W＝
＝2.1×105J，由P＝
可知，需要的加热时间：t′＝
＝210s.
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