Question

【題目】如圖甲所示是某學(xué)校使用的電開水器，圖乙是簡化電路（R1、R2都是加熱電阻）。當(dāng)加入冷水后，開關(guān)接1位置，電開水器處于加熱狀態(tài)，將水燒開后，開關(guān)自動跳轉(zhuǎn)到2位置，電開水器處于保溫狀態(tài)。電開水器額定電壓為220V，加熱功率為5kW，水箱能裝50kg的水（c水＝4.2×103J/（kg℃））。則：

（1）電阻R1的阻值是多大？

（2）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將一滿箱20℃的水燒開至少需要多長時(shí)間？

（3）加滿水燒開后，電開水器處于保溫狀態(tài)時(shí)，若無人接水，水每分鐘放出的熱量為6×104J，為保持水溫不變，計(jì)算電阻R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）9.68Ω（2）1.68×107J（3）38.72Ω

【解析】

（1）根據(jù)電路知道，正常加熱時(shí)，電路為R1 的簡單電路，由計(jì)算電阻R2 的阻值；

（2）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由計(jì)算水吸收的熱量；

（3）無人接水時(shí)，先計(jì)算總阻值，再根據(jù)兩電阻串聯(lián)，計(jì)算R2 的阻值大小。

（1）由圖知道，當(dāng)S接1時(shí)，電路為R1 的簡單電路，電路中的總電阻最小，電功率最大，此時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；由知道，；

（2）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將一滿箱20℃的水燒開時(shí)，水吸收的熱量是：

；

（3）由于無人接水時(shí)，水每分鐘放出的熱量為6×104 J，

知道此時(shí)電路的電阻是：，

由圖知道，當(dāng)S接2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電流最小，電功率最小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，

所以，此時(shí)R2的阻值是：