Question

【題目】如圖所示為某電熱器的電路原理圖，通過(guò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、閉合，可以實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”兩種狀態(tài)的變換，對(duì)應(yīng)的額定功率分別為1 000 W和50 W。

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電熱器處于________（選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)。

（2）電熱器在加熱狀態(tài)下正常工作210 s，將500 g初溫為20 ℃的水加熱到100 ℃，加熱效率是多少______？[已知c水＝4.2×103J/（kg·℃）

Answer 1

【答案】保溫 80%

【解析】

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，兩形狀都閉合時(shí)，R2被短路，只有R1接入電路，電阻小，然后根據(jù)判斷電路的總功率大小，判斷電熱器的狀態(tài)；

（2）電熱器在加熱狀態(tài)下正常工作時(shí)實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，又知道水的質(zhì)量、初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)求出水吸收的熱量，利用求出加熱效率。

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，

根據(jù)可知，電源的電壓一定時(shí)，電路的總功率小，電熱器處于保溫狀態(tài)；

（2）電熱器在加熱狀態(tài)下正常工作210s內(nèi)消耗的電能：

W=Pt′=1000W×210s=2.1×105J，

水吸收的熱量：

，

電熱器的加熱效率：

。