Question

12．如表為某飲水機銘牌的部分參數(shù)，其內(nèi)部簡化電路如圖所示．當S閉合，S₁斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，當S、S₁同時閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)．[C_水=4.2×l0³J/（kg•℃）]

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

求：
（1）飲水機在保溫狀態(tài)下正常工作時的電流．
（2）電熱絲R₂的電阻值．
（3）若不計熱量損耗，該飲水機將2kg的水從30℃加熱至90℃，需要多長時間？

Answer 1

分析 （1）已知飲水機保溫狀態(tài)下的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求正常工作時的電流；
（2）已知加熱狀態(tài)下的功率，根據(jù)功率的變形公式即可求出加熱電阻R₂的阻值；
（3）根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，再利用公式Q=W=Pt求出所需的時間．

解答 解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，飲水機保溫狀態(tài)下的功率為44W，
由P=UI可得，保溫狀態(tài)下正常工作時的電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（2）當S、S₁都閉合時，電路為R₂的簡單電路，總電阻最小，電路消耗的功率最大，此時飲水機處于加熱狀態(tài)，
則由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
（3）將2kg的水從30℃加熱至90℃，水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（90℃-30℃）=5.04×10⁵J；
不計熱量損耗，則消耗的電能和水吸收的熱量相等，即W=Q=5.04×10⁵J；
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{{P}_{加熱}}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1000W}$=504s．
答：（1）飲水機保溫狀態(tài)下正常工作時的電流為0.2A．
（2）電熱絲R₂的電阻值為48.4歐姆．
（3）若不計熱損耗，該飲水機將2kg的水從30℃加熱至90℃，需要504s．

點評 本題考查了吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式的應用，關鍵是知道銘牌參數(shù)含義的理解與掌握，難度適中，是一道好題．