Question

【題目】如圖甲是某學校使用的電開水器銘牌，圖乙是其電路原理圖（R1、R2 都是加熱電阻）。水箱裝滿 20℃的水后連續正常 加熱 20min，水的溫度由 20℃升高到 50℃．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c 水＝4.2×103J/（kg℃）。求：

(1)加熱過程中開關 S 應與_____（選填“a”或 “b”）接觸，求出此過程水吸收的熱量______；

(2)此加熱過程中電開水器的消耗的電能____；

(3)R2 的阻值_____。

Answer 1

【答案】a 6.3×106 J 6.6×106 J 39.6Ω

【解析】

(1)由乙圖知道，開關S接a時，只有電熱絲R1 接入電路，此時電開水器處于加熱狀態；

由知道，水的質量

m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3 ×50×10-3 m3 =50kg

水吸收的熱量

Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103 J/（kg℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106 J

(2)根據題意知道，加熱過程電開水器消耗的電能

W=Pt=5500W×20×60s=6.6×106 J

(3)由知道，R1的阻值

開關S接b時，電熱絲R1 和R2 串聯接入電路，此時電開水器處于保溫狀態，其保溫功率為P保溫=1000W；由知道，電路總電阻

由串聯電路電阻的特點知道，R2 的阻值

R2 =R總-R1 =48.4Ω-8.8Ω=39.6Ω

答：(1)加熱過程中開關 S 應與a接觸，此過程水吸收的熱量6.3×106 J；

(2)此加熱過程中電開水器的消耗的電能6.6×106 J；

(3)R2 的阻值39.6Ω。