Question

冬天，一杯熱茶放著很快就會變涼，喝了會很不舒服，某廠家為此專門設計了一款如圖甲所示是保溫茶座，此保溫茶座設定恒溫為60℃的最佳溫度，它是專為茶水、咖啡、牛奶等需要熱飲特點的飲品而研制的配套用具，是簡易杯、牛奶杯、咖啡杯等杯具的最佳保溫配套產(chǎn)品．使用時，將杯子底放于保溫茶座中間，按下保溫茶座側(cè)面的電源開關，電源指示燈亮，保溫茶座進入工作狀態(tài)．圖乙是此保溫茶座的內(nèi)部電路圖，下表是此保溫茶座的技術參數(shù)．

型號	WT-B01
額定電壓	220V
發(fā)熱板額定功率	20W

（1）發(fā)熱板R₀正常工作時的電阻是多少？
（2）若指示L規(guī)格為“5V  0.02W”，則指示電路的功率為多大？
（3）根據(jù)測算，茶具在工作時平均每分鐘散失的熱量相當于50g的水降低2℃所放出的熱量，則每分鐘茶具損失多少熱量？正常工作時該茶具的熱效率是多少？（指示電路消耗的電能忽略不計）

Answer 1

分析：（1）發(fā)熱板R₀正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=

U2

R

求出其電阻；
（2）指示電路燈泡正常工作，根據(jù)P=UI求出串聯(lián)電路，利用P=UI求出該支路功率；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出每分鐘茶具損失的熱量，根據(jù)W=Pt求出每分鐘消耗的電能，再利用效率公式求出正常工作時該茶具的熱效率．

解答：解：（1）由P=

U2

R

可得，發(fā)熱板R₀的電阻：
R₀=

U2

P

=

(220V)2

20W

=2420Ω；
（2）指示電路燈泡正常工作，根據(jù)P=UI可得該支路的電流：
I=

PL

UL

=

0.02W

5V

=0.004A，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴指示電路的功率：
P_指示=UI=220V×0.004A=0.88W；
（3）茶具每分鐘散失的電能：
Q_散=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×50×10^-3kg×2℃=420J，
每分鐘消耗的電能：
W=Pt=20W×60s=1200J，
正常工作時該茶具的熱效率：
η=

Q吸

W

×100%=

W-Q散

W

×100%=

1200J-420J

1200J

×100%=65%．
答：（1）發(fā)熱板R₀正常工作時的電阻是2420Ω；
（2）指示電路的功率為0.88W；
（3）正常工作時該茶具的熱效率是65%．

點評：本題考查了電功和熱量的綜合計算，涉及到電功率公式、熱量公式、電功公式、效率公式的應用，關鍵是知道水吸收的熱量等于消耗電能減去散失的熱量．