题目内容
9．
（1）下表所示是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息，如图是它的电路图．经分析可知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态．（填加热/保温）；当S断开时，饮水机处于保温（填加热/保温）状态．| 热水箱容量 | 1L |
| 额定电压 | 220V |
| 加热时额定功率 | 968W |
分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断饮水机在S闭合和断开时的工作状态；
（2）①知道热水箱的容量，可利用公式m=ρV计算出水的质量，又知道水的比热容和温度变化，可利用热量公式Q吸=Cm（t-t0）计算出水吸收的热量；
②“1200r/kw•h”的意义为：每消耗1kw•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，从而可以计算出电能表的转盘转过120r消耗的电能，
可利用公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$计算出饮水机的热效率；
③知道饮水机的额定电压和加热时的额定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$计算出电阻R1的阻值．再根据U=$\sqrt{PR}$求实际电压．
解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当开关S闭合时，电路中只有电阻R1，此时电路中的电阻最小，电功率最大，为加热状态；
开关S断开时，电路为R1和R2的串联电路，电路中的电阻最大，饮水机处于保温状态；
（2）①热水箱容量V=1L=1dm3=1000cm3，ρ=1×103kg/m3=1g/cm3，
热水箱中满箱水水的质量为：m=ρV=1g/cm3×1000cm3=1000g=1kg；
水吸收的热量为：Q吸=C水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（99℃-23℃）=3.192×105J；
②每消耗1kw•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，
所以电能表的转盘转过120r消耗的电能为：W=$\frac{120r}{1200r/kW•h}$=0.1kw•h=3.6×105J，
所以饮水机的热效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.192×1{0}^{5}J}{3.6×1{0}^{5}J}$×100%≈88.7%；
③由题加热时间t=8min=480s，
饮水机的实际功率为：P实际=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{5}J}{480s}$=750W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得电阻R1的阻值为：R1=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{968W}$=50Ω，
所以实际电压：U实=$\sqrt{{P}_{实}{R}_{1}}$=$\sqrt{750W×50Ω}$=50$\sqrt{15}$V．
故答案为：（1）加热；保温；
（2）①3.192×105；②88.7；③50$\sqrt{15}$．
点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了质量、吸收热量、电功、热机效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是结合电路图对饮水机状态的判断．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位换算．
名校课堂系列答案
观察水的沸腾实验中，水温升到88℃后，每隔1min读一次温度计的示数，知道水沸腾3min后停止读数，数据记录表中．（1）第2min温度计的示数如图所示，读出此时温度计的示数，填写都表格内．
| 时间/min | 0 | l | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 温度/℃ | 88 | 90 | 94 | 96 | 98 | 98 | 98 | 98 |
（3）由图象可知，实验中水的沸点是98℃，水沸腾的过程中，温度不变．
（4）水沸腾时，撤去加热的酒精灯，水不变（选填“能”或“不能”）继续沸腾，表明水沸腾时要吸收热量．
| A． | 铁棒拉成铁丝后，其比热容减小 | |
| B． | 物体吸收的热量越多，其比热容越大 | |
| C． | 比热容是物质本身的一种特性，只与物质本身有关 | |
| D． | 水温从40℃升高到80℃，其比热容变为原来的2倍 |
如图是一款有煮洗功能的洗衣机的简化电路图及相关参数．此款洗衣机有两个档位，当开关置于位置1时为加热状态，当开关置于位置2时为保湿洗涤状态．其中电阻R1的阻值为22Ω，求：| 加热功率（kW） | 2.4 |
| 加水量（kg） | 15 |
| 洗涤衣物容量（kg） | 3 |
| 额定电压（V） | 220 |
| 产品质量（kg） | 44 |
| 产品尺寸（mm） | 450×540×768 |
（2）当电源电压为200V时，通过R2上的电流为多大？
| 时间/min | … | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | … |
| 温度/℃ | … | 95 | 96 | 97 | 98 | 98 | 98 | 95 | 98 | 98 | 98 | 98 | … |
（2）分析数据可知，水沸腾的温度是98℃．水沸腾过程中的特点是吸收热量，但温度不变．
（3）在做实验时，该同学按实验步骤进行了正确的操作，但是从开始到水沸腾所用的时间过长，请你帮助他找出可能存在的原因．（写出一种即可）水的质量太多．
如图所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右移动时，图中的电磁铁（ ）| A． | a端是N极，磁性减弱 | B． | b端是S极，磁性增强 | ||
| C． | a端是S极，磁性增强 | D． | b端是N极，磁性减弱 |
| A． | 时间 | B． | 电压 | C． | 电功率 | D． | 电功 |