Question

【題目】如圖中甲所示，是某種電熱飲水機(jī)的簡化電路示意圖．圖乙是它的有關(guān)參數(shù)．它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S自動(dòng)控制），試問：

(1)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)溫控開關(guān)S應(yīng)處于________狀態(tài)

(2)R1和R2的電阻值各是多大_________？

(3)在用電高峰期，該飲水機(jī)的實(shí)際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，若將裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃，需要多長時(shí)間_______？（c水=4 2×103J／（kg℃），p水=1.0×103kg/m3,忽略溫度對(duì)電阻的影響）

故

Answer 1

【答案】 (1). 斷開 (2) 40Ω . 1170Ω (3). 630s

【解析】解答：保溫狀態(tài)時(shí)溫控開關(guān)S0應(yīng)處于斷開狀態(tài)。因?yàn)楸�溫狀態(tài)時(shí)功率小，電壓一定，所以此時(shí)電阻大，當(dāng)S0斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)電阻最大，所以S0應(yīng)處于斷開狀態(tài)。

(2)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài),只有電阻R1接入電路，

由P=U2∕R可得：R1=U2∕P加熱=(220V)2∕1210W=40Ω；

當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)此時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián)，

所以R2=U2/P保溫R1=(220V)2∕40W40Ω=1170Ω；

(3)飲水機(jī)加熱狀態(tài)的實(shí)際功率：

P實(shí)=U2實(shí)∕R1=(200V)2∕40Ω=1000W，

裝滿水箱時(shí)水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×103m3=1.5kg，

水吸收的熱量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃20℃)=5.04×105J，

因?yàn)?/span>η=Q吸/W可得，

W=Q吸∕η=5.04×105J∕80%=6.3×105J

由P=W∕t可得，加熱時(shí)間：t=W∕P=6.3×105J/1000W=630s.