Question

【题目】下表为一台饮水机的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝且阻值不变。

（1）该饮水机处于加热状态时，正常工作3min，在1标准大气压下能否把0.5kg 的水从20°C加热至沸腾？（c水=4.2×103（kg·℃））

（2）保温功率是指S断开时电路消耗的总功率。该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）不能（2）0.484W

【解析】

（1）在1标准大气压下水的沸点为100℃，则把0.5kg的水从20℃加热至沸腾需要吸收的热量：

Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J，

由 可得，需要消耗的电能：

由 可得，需要加热的时间：

所以，该饮水机正常加热3min不能把1标准大气压下0.5kg的水从20℃加热至沸腾；
（2）由图可知，开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，饮水机的功率最大，处于加热状态，
由 可得，R1的阻值：

由表格数据可知，该饮水机正常保温时的功率P保温=22W，由题意可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，饮水机的功率最小，处于保温状态，由P=UI可得，此时电路中的电流该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率：P1=I2R1=（0.1A）2×48.4Ω=0.484W。