Question

某種電熱水器，其電路圖如下，R₁為發(fā)熱板，R₂為保溫電阻，S₁是溫控開關(guān)．當(dāng)電熱水器處于加熱狀態(tài)時，水被加熱，達到設(shè)定溫度時，S₁自動斷開，熱水器處于保溫狀態(tài)．已知電阻R₁=50Ω，R₂=450Ω．求：
（1）熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為2kg的水，當(dāng)水的溫度從20℃升高到40℃時，這些水吸收的熱量是多少？
（2）當(dāng)電熱水器處于加熱狀態(tài)時，電路中的電流是多大？
（3）當(dāng)熱水器處于保溫狀態(tài)時，R₁電功率為多少？

Answer 1

解：（1）水所吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（40℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（2）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S與S₁都閉合時，處于加熱狀態(tài)，
此時只有電阻R₁接入電路，電路電流I===4.4A；
（3）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開時，熱水器處于保溫狀態(tài)，
此時電路電流I′===0.44A，
R₁的電功率P₁=I′²R₁=（0.44A）²×50Ω=9.68W；
答：（1）當(dāng)水的溫度從20℃升高到40℃時，這些水吸收的熱量是1.68×10⁵J．
（2）當(dāng)電熱水器處于加熱狀態(tài)時，電路中的電流是4.4A．
（3）當(dāng)熱水器處于保溫狀態(tài)時，R₁電功率為9.68W．
分析：（1）由熱量公式可以求出水所吸收的熱量．
（2）當(dāng)溫控開關(guān)閉合時，只有電阻R₁接入電路，處于加熱狀態(tài)，由歐姆定律可以求出電路電流．
（3）溫控開關(guān)斷開時處于保溫狀態(tài)，由歐姆定律求出電路電流，由功率公式求出R₁的電功率．
點評：熟練應(yīng)用熱量公式、串聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率公式即可正確解題．