Question

【題目】如圖所示是某家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關S可根據水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態R1、R2是發熱電阻并且阻值相等熱水器主要參數如下表。[水的比熱容為4.2x103J/（kg℃）]

額定電壓	220V	容積	10L
加熱功率	1000W	保溫功率	W

（1）開關S跳至_____觸點位置時，熱水器進入保溫狀態。

（2）求保溫功率是多少____W？

（3）冰水箱中裝滿初溫為25℃的水，加熱使溫度升高到75℃，水需要吸收多少熱量_____（在上述加熱狀態下，熱水器正常工作40min需消耗多少電能_____？加熱效率是多少________？

Answer 1

【答案】b 500W 2.1×106J 2.4×106J 87.5%

【解析】

（1）由電路圖可知，開關S跳至b觸點位置時，兩電阻串聯，電路電阻較大，開關S跳至a觸點位置時，只有電阻R1接入電路，此時電路電阻較小，電源電壓U一定，由P＝可知，電阻越大，電路功率越小，電阻越小，電熱水器功率越大，因此當開關S跳至b觸點位置時，電路阻值較大，電功率較小，電熱水器處于保溫狀態。（2）當開關S跳至a觸點位置時，只有電阻R1接入電路，由P＝可知，電阻阻值：R1＝＝48.4Ω，開關S跳至b觸點位置時，兩電阻串聯，由P＝可知：P保溫＝＝500W;（3）已知電熱水器的容積V＝10L＝10dm3＝0.01m3，由ρ＝可知，水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.01m3＝10kg，水吸收的熱量Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×10kg×(75℃25℃)＝ 2.1×106J;（4）由P＝可得，加熱狀態下，熱水器正常工作40min需消耗電能W＝P加熱t＝1000W×40×60s＝2.4×106J。加熱效率η＝×100%＝×100%＝87.5%.