Question

【題目】市面上的電熱水壺大多具有加熱和保溫功能。下圖是某電熱水壺的電路簡圖，開關K接通后，開關S自動與觸點a、b接通，熱水壺開始燒水；當壺內水溫達到100oC時，溫控開關S自動與a、b斷開，并立即與觸點c接通，水壺進入保溫狀態。已知電源電壓為220V，電阻R1=50Ω，這種水壺的加熱功率P加熱是保溫功率P保溫的5倍，水的比熱容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2電阻不受溫度影響。求：

(1)將1kg初溫為35oC的水加熱到100oC需要吸收多少熱量?

(2)電阻R2的阻值。

(3)在晚上用電高峰期將1kg初溫為35oC的水加熱到100oC需用時300s，若加熱效率為91%，則晚上用電高峰期的實際電壓為多少?

Answer 1

【答案】(1)；(2)200Ω； (3)200V。

【解析】

(1)初溫為35oC的水加熱到100oC，溫度的變化量為

需要吸收的熱量為

(2)由題意可知，開關S自動與觸點a、b接通時與并聯，電熱水壺處于加熱狀態，得加熱時電功率為

開關S自動與a、b斷開，并與觸點c接通時，電路變為的簡單電路，電熱水壺處于保溫狀態，得保溫時電功率為

水壺的加熱功率P加熱是保溫功率P保溫的5倍，即得

即

根據得

電阻，根據可算出電阻為

即

得

(3)初溫為35oC的水加熱到100oC，溫度變化量為

吸收的熱量為

總的消耗的電能為

電路總電阻為

根據公式得