Question

7．如圖是電飯鍋的電路圖．R₁是發(fā)熱電阻，R₂是分壓電阻．當(dāng)開關(guān)S閉合時電飯鍋處于加熱狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)S斷開時電飯鍋處于保溫狀態(tài)．已知加熱功率為1100W，保溫電流為0.2A（假定R₁、R₂阻值不變）求：
（1）該鍋將1kg水20℃的水燒開（在標準大氣壓下），水吸收的熱量為多少？
（2）發(fā)熱電阻R₁的阻值；
（3）保溫狀態(tài)下，10min內(nèi)發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、水的質(zhì)量、初溫和末溫，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）知道電飯鍋的加熱功率和額定電壓，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出發(fā)熱電阻R₁的阻值；
（3）知道保溫電流、發(fā)熱電阻的阻值和通電時間，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt求出發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量．

解答 解：在一標準大氣壓下，水的沸騰時的溫度t=100℃，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁵J．
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合時，電阻R₂被短路，此時只有電阻R₁接入電路，
電飯鍋處于加熱狀態(tài)，其加熱功率P_加熱=1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，發(fā)熱電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω．
（3）通電時間t=10min=600s，
則發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R₁t=（0.2A）²×44Ω×600s=1056J．
答：（1）該鍋將1kg水20℃的水燒開，水吸收的熱量為3.36×10⁵J；
（2）發(fā)熱電阻R₁的阻值為44Ω；
（3）保溫狀態(tài)下，10min內(nèi)發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量為1056J．

點評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式、電路的分析、電功率公式及焦耳定律的掌握和應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運用，在解答第（3）問時要注意認真審題，題目求的發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量，而不是電路產(chǎn)生的熱量；雖具有一定的綜合性，但難度不大．