题目内容

5．如图甲是一种恒温调奶器，可以自动调试好加水的奶粉，然后加热到最合适宝宝饮用的温度40℃，还可以自动保温，特别适合夜间使用．图乙是机器的参数表及电路简图（R1、R2为电热丝，S为双触点自动开关，接“1”时不工作）．求：

（1）开关接2（选填“2”或“3”）挡调奶器处于保温状态；电阻R2的阻值？
（3）若把200g调好的奶粉从20℃加热到40℃所用时间为32s，则调好的奶粉的比热容是多少（不计热损失）？
 型号 HY110M
 电源 220V  50Hz
 加热功率 500W
 保温功率 16W

分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，结合电路图分析S在不同位置时电热水龙头的工作状态；
（2）由题意可知，当S接“2”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态；当接“3”时，电路为R1、R2并联，调奶器处于加热状态，
根据总功率等于各用电器功率之和可求出R2的电功率，然后并联电路的电压特点和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻R2的阻值；
（3）知道调奶器的加热功率和工作时间，根据W=Pt求出消耗的电能，不计热损失，调好的奶粉吸收的热量等于消耗的电能，
又知道调好奶粉的质量、初温和末温，根据Q吸=cm（t-t0）求出调好的奶粉的比热容．

解答 解：（1）电源电压一定，当S接2时，只有R1接入电路，电路电阻较大，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此时电功率较小，调奶器处于保温状态；
S接3时，R1和R2并联接入电路，电路电阻最小，加热功率最大，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知：此时电功率较大，调奶器处于加热状态．
（2）由题意可知，当S接“2”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态，其保温功率P保温=16W，
当接“3”时，电路为R1、R2并联，调奶器处于加热状态，其加热功率P加热=500W，
因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以R2的电功率P2=P加热-P保温=500W-16W=484W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，电阻R2的阻值：
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{484W}$=100Ω．
（3）由P=$\frac{W}{t}$得，调奶器消耗的电能：
W=P加热t′=500W×32s=1.6×104J，
不计热损失，调好奶粉吸收的热量：
Q吸=W=1.6×104J，
调好的奶粉质量m=200g=0.2kg，
由Q吸=cm（t-t0）得，调好奶粉的比热容：
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m（t-{t}_{0}）}$
=$\frac{1.6×1{0}^{4}J}{0.2kg×（40℃-20℃）}$
=4×103J/（kg•℃）．
答：（1）开关接2挡调奶器处于保温状态；
（2）电阻R2的阻值为100Ω；
（3）调好的奶粉的比热容是4×103J/（kg•℃）．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式和吸热公式的应用，关键是正确分析电路状态，并且要掌握基本公式及其变形公式的灵活运用；另外，要注意电路的总功率等于各用电器功率之和．

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