Question

（2012?成都）如圖所示為某電熱水器的原理示意圖，發(fā)熱體分別由R₁和R₂組成，通過通、斷開關(guān)可以使熱水器處于“加熱”或“保溫”狀態(tài)．?dāng)嚅_S₁、閉合S時，電熱水器處于

保溫

狀態(tài)．已知該熱水器的加熱功率為1000W，要把10kg水由18℃加熱到68℃，加熱時間為

2.1×10³

s． （c_水=4.2×10³J/（kg?℃），發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

分析：（1）我們知道加熱功率大于保溫時的功率，根據(jù)公式P=

U2

R

可知，加熱時電路的總電阻較小，再根據(jù)串聯(lián)或并聯(lián)電路的電阻特點判斷出斷開S₁、閉合S時，電路中電阻的大小關(guān)系，從而可以判斷出電熱水器處于處于什么狀態(tài)．
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容和溫度變化，可利用公式Q_吸=cm（t-t₀）計算出水吸收的熱量，又知道發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收和熱水器的加熱功率，可利用公式t=

W

P

計算出加熱時間．

解答：解：
（1）加熱和保溫屬于兩個過程，加熱時功率大，保溫時功率�。�
根據(jù)P=

U2

R

可知，兩個過程的電源電壓相同，電阻越小，功率越大；
當(dāng)閉合開關(guān)S₁和S時，R1和R2并聯(lián)接入電路，此時電路中的總電阻最小，功率最大，電熱水器處于加熱狀態(tài)；
斷開S₁、閉合S時，電路中只有R₂，電路中的總電阻變大，電壓不變，功率變小，加熱器處于保溫狀態(tài)．
（2）∵c_水=4.2×10³J/（kg?℃），m=10kg，t=68℃，t₀=18℃，
∴水吸收的熱量為：Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（68℃-18℃）=2.1×10⁶J；
又∵發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收，即W=Q_吸=2.1×10⁶J，
而P=1000W，
∴加熱時間為：t=

W

P

=

2.1×106J

1000W

=2.1×10³s．
故答案為：保溫；2.1×10³．

點評：本題考查了學(xué)生利用熱量的計算公式Q_吸=cm（t-t₀）計算物體吸收的熱量、電功率公式和電功公式的靈活運用，分析當(dāng)斷開S₁、閉合S時的電路連接方式，根據(jù)電功率公式判斷電熱水的狀態(tài)是本題的難點．