Question

20．教室里有一台饮水机，它的铭牌如表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态．问：

热水箱容量	1.5L
额定电压	220V
加热功率	550W

（1）将1.5kg的水从20℃加热到90℃，水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）饮水机在加热状态下正常工作15min，消耗的电能是多少？
（3）若在保温状态下，饮水机消耗的功率是44W，则R₂的阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由铭牌知道加热功率，利用W=Pt求正常工作15min消耗的电能；
（3）当S₀断开时，电路中只有R₂，电阻较大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电功率较小，处于保温状态，知道保温功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求R₂的阻值大小．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（90℃-20℃）
=4.41×l0⁵J；
（2）饮水机加热时消耗的电能：
W=Pt=550W×15×60s=4.95×10⁵J；
（3）当S₀断开时，电路中只有R₂，总功率较小，为保温状态，
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω．
答：（1）将1.5kg的水从20℃加热到90℃，水吸收的热量是4.41×l0⁵J；
（2）饮水机在加热状态下正常工作15min，消耗的电能是4.95×10⁵J；
（3）R₂的阻值是1100Ω．

点评 本题考查了学生对吸热公式、电功率的公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，与生活实际相联系，属于中考常见题型．