Question

【题目】CFXB型热水杯的铭牌及原理图如图所示，R0、R为电热丝且阻值恒定不变。求：

（c水＝4.2×103J/（ kg℃），ρ水＝1.0×103kg/m3）

（1）将整壶水从20℃加热到l00℃，水吸收的热量；

（2）装满水后，水的深度为18cm，壶底受到水的压强；

（3）电热丝R的阻值。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）已知水的质量、水的比热容和水温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；

(2)由p=gh求壶底受到的压强；

（3）由电路图知，S闭合时两电阻串联，为保温状态；S断开时只有R0接入电路，为加热状态，根据电路特点和R=计算两电阻的阻值。

（1）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃-20℃）

=×105J

（2）壶底受到水的压强

p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.18cm=

(3) 由图可知,S闭合时只有R0接入电路,电路的电阻最小,由P=可知，电路消耗的功率最大，为加热状态，

由P=可得R0的电阻：

R0===48.4Ω，

S断开时两电阻串联,总电阻最大,由P=可知，总功率最小，为保温状态，

总电阻：R总=R0+R===1100Ω，

所以R的阻值：R=R总R0=1100Ω48.4Ω=1051.6Ω