Question

8．下表為某飲水機(jī)銘牌的部分參數(shù)，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示．飲水機(jī)有保溫和加熱狀態(tài)．求：

額定電壓	220V
額定功率	加熱	1000W
	保溫	44W
熱水器的容量	2L

（1）開(kāi)關(guān)處于什么狀態(tài)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫?fù)鹾图訜釗酰?br />（2）兩電阻的阻值．
（3）若熱效率為84%，該飲水機(jī)將2kg的水從30℃加熱至96℃，需要多長(zhǎng)時(shí)間？C_水=4.2×l0³J/（kg•℃）

Answer 1

分析 （1）分析圖示電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷飲水機(jī)的工作狀態(tài)．
（2）由電功率公式求出電阻阻值；
（3）根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，再根據(jù)效率和功率公式求出加熱時(shí)間．

解答 解：
（1）由圖示電路圖可知，當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，只有電阻R₂接入電路，電路電阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)電路電功率最大，飲水機(jī)處于加熱檔；
當(dāng)S閉合，S₁斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，此時(shí)電路中電阻最大，電路電功率最小，飲水機(jī)處于保溫?fù)酰?br />（2）飲水機(jī)銘牌參數(shù)可知加熱檔時(shí)功率為1000W，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R₂的阻值為：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
保溫檔時(shí)：
R₁+R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$，
即：48.4Ω+R₂=$\frac{（220V）^{2}}{44W}$，
解得：R₁=1051.6Ω；
（3）水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（96℃-30℃）=5.544×10⁵J，
由η=$\frac{Q}{W}$=$\frac{Q}{Pt}$可得：
t=$\frac{Q}{η{P}_{加熱}}$=$\frac{5.544×1{0}^{5}J}{0.84×1000W}$=660s．
答：（1）當(dāng)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱檔；當(dāng)S閉合，S₁斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫?fù)酰?br />（2）R₁的阻值為1051.6Ω，R₁的阻值為48.4Ω；
（3）若熱效率為84%，該飲水機(jī)將2kg的水從30℃加熱至96℃，需要660s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道銘牌參數(shù)含義的理解與掌握，難度適中，是一道好題．