Question

如圖（1）是一種WSH﹣500型號(hào)家用飲水機(jī)，其銘牌見圖（2），圖（4）是該型號(hào)飲水機(jī)的電路圖。

（1）當(dāng)溫控開關(guān)1，2都閉合時(shí)，加熱管正常工作，紅燈 ，綠燈 ；（選填“亮”或“不亮”）當(dāng)水沸騰后，溫控開關(guān)1，2都斷開，加熱管不工作，此時(shí)紅燈滅綠燈亮，則兩燈電阻應(yīng)滿足的關(guān)系是 。

（2）飲水機(jī)正常加熱時(shí)，電路中的電流是多少？

（3）某次斷開其它用電器，只讓飲水機(jī)工作5 min，電能表表盤轉(zhuǎn)動(dòng)了24 r，電能表的規(guī)格如圖（3）所示，通過計(jì)算說明飲水機(jī)是否正常工作。

（4）該型號(hào)一飲水機(jī)正常工作時(shí)，將質(zhì)量為0.5 kg，初溫20℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需用時(shí)6 min，求“加熱”時(shí)的效率。

Answer 1

以飲水機(jī)為背景主要考查電流、熱量、電功的計(jì)算、電能表參數(shù)的理解，涉及到飲水機(jī)的原理、對(duì)電路圖的分析，與生活聯(lián)系緊密。第（1）題，當(dāng)溫控開關(guān)1，2都閉合時(shí)，加熱管正常工作，紅燈亮，綠燈因被短路不亮；當(dāng)水沸騰后，溫控開關(guān)1，2都斷開，加熱管不工作，這時(shí)紅燈與綠燈串聯(lián)，且紅燈滅綠燈亮，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：紅燈不亮，則電功率太小，即分壓太小，而綠燈能達(dá)到發(fā)光狀態(tài)，則功率大，分壓很大；這應(yīng)是在綠燈電阻遠(yuǎn)大于紅燈電阻的條件下發(fā)生的現(xiàn)象。第（2）題，已知飲水機(jī)正常加熱時(shí)的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I＝可求電路中的電流。第（3）題，已知電能表每消耗1 kW•h的電能，表盤就轉(zhuǎn)動(dòng)600 r，可求轉(zhuǎn)過24 r消耗的電能，根據(jù)公式P＝求出飲水機(jī)此時(shí)的功率，再與它的額定功率進(jìn)行比較，即可得出結(jié)論。第（4）題，知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃），利用吸熱公式Q_吸＝cm△t可求水吸收的熱量；由圖可知飲水機(jī)的額定功率，因?yàn)轱嬎畽C(jī)正常工作，飲水機(jī)的實(shí)際功率等于額定功率，利用W＝Pt可求飲水機(jī)正常工作6 min消耗的電能，再據(jù)效率公式η＝可求效率。

解答：（1）亮  不亮  綠燈電阻遠(yuǎn)大于紅燈電阻

（2）解：加熱時(shí)電路中的電流I＝2.3 A。

答：飲水機(jī)正常加熱時(shí)，電路中的電流約為2.3 A。                         

（3）解：飲水機(jī)消耗的電能W＝＝0.04 kW•h，                       

飲水機(jī)工作的時(shí)間t＝5 min＝ h，

此時(shí)的功率P_實(shí)＝＝0.48 kW＝480 W＜500 W。

所以飲水機(jī)不能正常工作。

答：飲水機(jī)不能正常工作。                                              

（4）解：水吸收的熱量Q_吸＝cm△t＝4.2×10³ J/（kg•℃）×0.5 kg ×（100℃－20℃）

＝1.68×10⁵ J。                                 

由于飲水機(jī)正常工作，故P＝P_額＝500 W。

則飲水機(jī)正常工作6 min消耗的電能W_電＝Pt＝500 W×6×60 s＝1.8×10⁵ J。

所以“加熱”時(shí)的效率η＝93.3%。

答：飲水機(jī)“加熱”時(shí)的效率約為93.3%。