Question

如圖所示為某電熱飲水機(jī)的電路原理圖，飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，飲水機(jī)熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到92℃時(shí)開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，處于保溫狀態(tài)；當(dāng)水溫降至一定溫度時(shí)，S₁又閉合重新加熱． 已知電源電壓保持220V不變，電阻R₁的阻值為1210Ω，電阻R₂的阻值為121Ω．求：
（1）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)的電功率是多少？
（2）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)電路的總電流是多少？
（3）飲水機(jī)將水箱中5L水由30⁰C加熱到70⁰C時(shí)水吸收的熱量是多少？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

分析：（1）開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，電路為R₁的簡單電路，根據(jù)P=

U2

R

求出保溫狀態(tài)時(shí)的電功率；
（2）S₁又閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出各支路的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出加熱狀態(tài)時(shí)電路的總電流；
（3）先根據(jù)m=ρV求出水箱中水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量．

解答：解：（1）開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，電路為R₁的簡單電路，
保溫狀態(tài)時(shí)的電功率P_保溫=

U2

R1

=

(220V)2

1210Ω

=40W；
（2）S₁又閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，
干路電流則I=I₁+I₂=

U

R1

+

U

R2

=

220V

1210Ω

+

220V

121Ω

=2A；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=cρV△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³×（70℃-30℃）
=8.4×10⁵J．
答：（1）飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)的電功率是40W；
（2）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)電路的總電流是2A；
（3）水吸收的熱量是8.4×10⁵J．

點(diǎn)評：本題考查了電功率、電流、質(zhì)量、熱量的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和規(guī)律的靈活運(yùn)用以及開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的判斷；解決此類題目，首先要搞清串并聯(lián)電路的電流、電壓的關(guān)系，同時(shí)要掌握電功率的基本計(jì)算公式及推導(dǎo)公式，同時(shí)要掌握歐姆定律的計(jì)算公式及推導(dǎo)公式．