Question

小華家購買了一臺飲水機，技術參數(shù)如下表，其工作電路如圖所示，S是溫控開關，可以自動控制飲水機的加熱和保溫狀態(tài)．試問：
（1）請分析說明溫控開關閉合時，飲水機處于加熱還是保溫狀態(tài)．
（2）R₂的阻值是多少？
（3）小華估計當時的水溫為20℃，飲水機將水從20℃燒開需要吸收多少熱量？需要多長時間？[c_水=4.2×10³J/，氣壓為1標準大氣壓，熱量全部被水吸收]．

Answer 1

【答案】分析：（1）S閉合時，R₁和R₂并聯(lián)，由此來判斷電路中電阻的大小，再利用公式P=來分析電功率的大小，從而判斷飲水機處于哪種工作狀態(tài)；
（2）首先判斷當電路中只有R₂時，飲水機處于什么狀態(tài)，已知電壓和電功率，可利用公式R=計算電阻的大��；
（3）先根據(jù)m=ρV求出水的質量，再根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，最后根據(jù)t==求出加熱時間．
解答：解：（1））S斷開時，飲水機的功率為P₁=，S閉合時，飲水機的功率為P₂=，
∵R₁和R₂是并聯(lián)，
∴R_總＜R₂，
∴P₁＜P₂，則溫控開關S閉合時處于加熱狀態(tài)；
（2）S斷開時，電路中只有R₂時，飲水機處于保溫狀態(tài)，
∵U=220V，P_保=44W，
∴R₂===1100Ω；
（3）水燒開需要吸收熱量為Q=c_水m_水（t-t）=c_水ρ_水V_水（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J，
需要加熱時間為t====672s=11.2min；
答：（1）溫控開關閉合時飲水機處于加熱狀態(tài)；
（2）R₂的阻值為1100Ω；
（3）燒開水需要吸收3.36×10⁵J；加熱時間為11.2min．
點評：本題考查了并聯(lián)電阻特點和電功率公式的應用，以及電阻、質量、吸熱、加熱時間的計算，關鍵是公式的靈活運用，并且對于純電阻，計算熱量可利用公式Q=W=Pt計算．