Question

【題目】（8分）無內(nèi)膽飲水機(jī)的電路原理如圖，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經(jīng)過出水管時(shí)被加熱，通過改變“溫、開水選擇開關(guān)”的狀態(tài)（“斷開”或“閉合”），可以選擇出溫水或開水．該管線機(jī)的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1100W．已知：電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．問：

（1）“溫、開水選擇開關(guān)”的狀態(tài)和出溫水、開水的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？

（2）飲水機(jī)正常工作，出開水時(shí)電熱絲中的電流是多少？電熱絲R0的電阻是多少？

（3）現(xiàn)在需要100℃的開水500mL，已知水的初溫是20℃，水需要吸收多少熱量？如果電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是80%，飲水機(jī)正常工作時(shí)，燒開這些水需要多少時(shí)間？

Answer 1

【答案】（1）斷開，出溫水；閉合，出開水；（2）10A；22歐（3）1.68×105；95.5s

【解析】試題分析：（1）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，只有電阻R0接入電路；由P=可知，此時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R1和R0串聯(lián)接入電路，此時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；

（2）根據(jù)題意可知，P加=2200W，由P=UI可知，飲水機(jī)出開水時(shí)電熱絲中的電流：I==10A；飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，只有電阻R0接入電路，由P=可知，R0==22Ω，

（3）水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg；

水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；

W==2.1×105J；

燒開這些水需要的時(shí)間：t=≈95.45s。