Question

10．为了保证同学们能喝到热水，学校给每个教室配备了电热饮水机．如图是我们教室用的电热饮水机的简化电路图，其参数如表，R₁、R₂ 是发热电阻丝．当S₁、S₂均闭合时，饮水机处于加热（选填“加热”或”保温”）状态；当S₁闭合、S₂断开时，饮水机工作工作5min，电阻R₂放出的热量是528J．

型号：	YSJ-66
额定电压	220V
加热功率	1100W
保温功率	44W

Answer 1

分析 当S₁、S₂均闭合时，电阻R₁被短路，仅有R₂接入电路，电路电阻较小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电热饮水机的工作状态；
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出电阻R₂的阻值，然后根据P=UI的变形公式I=$\frac{P}{U}$求出两电阻串联时电路中的电流，最后根据Q=I²Rt求出电阻R₂放出的热量．

解答 解：当S₁、S₂均闭合时，电阻R₁被短路，仅有R₂接入电路，电路电阻较小，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，即此时电热饮水机处于加热状态；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，电阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
当S₁闭合、S₂断开时，电阻R₁、R₂串联接入电路，电路电阻较大，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，即此时电热饮水机处于保温状态；
由P=UI得，此时电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{保温}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A，
保温工作时间t=5min=300s，
电阻R₂放出的热量：
Q=I²R₂t
=（0.2A）²×44Ω×300s
=528J．
故答案为：加热；528．

点评 此题主要考查学生对电功率公式和焦耳定律的理解和掌握，关键是公式及变形公式的灵活运用，主要会比较两种情况下电路中总电阻的大小关系，会分清电热饮水机所处状态和对应连接方式．