Question

【題目】如圖甲為常用的電熱飲水機(jī)，其電路原理如圖乙所示，該飲水機(jī)的額定電壓為220V，加熱電功率為1100W，保溫電功率44W，R1、R2均為電熱絲 （R1、R2的電阻不隨溫度變化）。請問：

①當(dāng)S閉合時，飲水機(jī)處于什么（選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)，此時電路中的電流是多大？
②電熱絲R1的電阻是多大？
③飲水機(jī)加熱工作時，將0.5千克初溫為20℃的水加熱到97℃，需要多長時間？（假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）

Answer 1

【答案】解：①根據(jù)P= 可知當(dāng)U一定時，R最小，P最大，因此當(dāng)S閉合時，R1短路，電路中電阻最小，此時功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；
由P=可得I== =5A；
②因?yàn)楫?dāng)加熱時只有R2工作，故R2= = =44Ω；
由P=可得，當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時，R總= = =1100Ω
因?yàn)榇��?lián)，故R1=R總﹣R2=1100Ω﹣44Ω=1056Ω；
③水吸收的熱量為：
Q=
=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（97℃﹣20℃）
=1.617×105J；
因?yàn)殡娔苋�部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能
故W=Q=1.617×105J
由P=可得：
t= = =147s.
答：①加熱；此時電路中的電流是5A；
②電熱絲R1的電阻是1056Ω；
③飲水機(jī)加熱工作時，將0.5千克初溫為20℃的水加熱到97℃，需要147s。
【解析】①根據(jù)P= 分析解答；利用P=UI求出電流；②分別求出兩種狀態(tài)下的電阻，結(jié)合電路連接求出分電阻；③利用物質(zhì)吸熱公式求出水吸收的熱量，結(jié)合P= 求出加熱時間。
本題考查電功率公式以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，難點(diǎn)是結(jié)合電路圖判斷高溫檔位和低溫檔位。