Question

（2013?福州模擬）如圖所示是小欣家的電熱飲水機(jī)，下表及圖是該電熱飲水機(jī)說明書的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖，該飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān)S控制）．

熱出箱容量	1L	加熱時(shí)功率	500W
額定電壓	220V	保溫時(shí)功率	50W

（1）你認(rèn)為該電熱飲水機(jī)應(yīng)該選用兩孔插座還是三孔插座，為什么？
（2）R₂的阻值．
（3）若正常工作時(shí)，該電熱飲水機(jī)加熱的效率為90%，將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要多長時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）電熱飲水機(jī)為金屬外殼，金屬外殼的用電器，使用時(shí)為防止因漏電而使人觸電，必須接地，據(jù)此選擇；
（2）已知保溫時(shí)的功率，且保溫時(shí)只有R₂接入，則由功率公式可求得R₂的阻值；
（3）由水的比熱公式可求得加熱這些水所需要的熱量，則由電熱器的效率可求得需要消耗的電能，由電功公式可求得加熱所需要的時(shí)間．

解答：解：
（1）應(yīng)該選用三孔插座，為了防止電熱飲水機(jī)的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；
（2）當(dāng)S₀斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，所以P_保溫=50W，
由P_保溫=

U2

R2

得：
R₂=

U2

P保溫

=

(220V)2

50W

=968Ω；
（3）水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
則水升溫所吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/kg?℃×1kg×（95℃-20℃）=3.15×10⁵J；
則熱水器放出的熱量：
Q_放=

Q吸

η

=

3.15×105J

90%

=3.5×10⁵J
∵電流所做的功W=Q_放=Pt
∴加熱所用的時(shí)間：
t=

W

P

=

3.5×105J

500W

=700s．
答：（1）應(yīng)該選用三孔插座，為了防止電熱飲水機(jī)的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；
（2）R₂的阻值為968Ω；
（3）將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要700s．

點(diǎn)評：本題為電功與熱量的綜合計(jì)算題，考查了熱量的計(jì)算、電能的計(jì)算、電功率公式的應(yīng)用、三孔插座的使用，此類問題在近幾年考試中出現(xiàn)的次數(shù)較多，從銘牌中得出相關(guān)信息并利用好是本題的關(guān)鍵．