Question

【題目】如圖是某電熱飲水機內部的電路原理圖，如表是其說明書上收集到的數據． 該電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態（由機內溫控開關S0自動控制），其內部有一個熱水箱，熱水箱中的水溫達到90℃時，溫控開關S0就會自動斷開，停止加熱進入保溫狀態；當水溫降至60℃時，溫控開關S0又會自動閉合重新加熱．求：

（1）電熱飲水機加熱時電流的大小；

（2）當熱水箱里裝滿水時（按2L計算），水的質量為多少？（提示：1L=1×10﹣3m3；ρ水=1.0×103kg/m3）

（3）當熱水箱里溫度降至60℃時，溫控開關自動閉合重新加熱700s至90℃這一過程中，水吸收的熱量是多少？消耗的電能是多少？〔c水=4.2×103J/（kg℃）〕

（4）結合第（3）問的計算結果，請簡述水吸收的熱量和消耗的電能不相等的原因；

（5）正常加熱時R1的電阻值是多少？

Answer 1

【答案】（1）2A；（2）2kg；（3）2.52×105J， 3.08×105J；（4）水吸收的熱量和消耗的電能不相等的原因是有熱散失；（5）121Ω．

【解析】解答：（1）由P＝UI可得，電熱飲水機加熱時電流的大小：I＝ ＝＝2A；（2）水的體積：V＝2L＝2×10-3m3，由ρ＝ 可得，水的質量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10-3m3＝2kg；（3）水吸收的熱量：

Q吸＝cm（t-t0）＝4.2×103J/（kg℃）×2kg×（90℃-60℃）＝2.52×105J，由P＝ 可得，消耗的電能：W＝Pt′＝440W×700s＝3.08×105J；（4）由上面的計算可知，W>Q吸，因為有熱散失；（5）由題意可知，開關S閉合、S0斷開時，電路為R2的簡單電路，電飲水機處于保溫狀態；開關S、S0閉合時，R1與R2并聯，電飲水機處于加熱狀態，因電路中總功率等于各用電器功率之和，所以，R1的電功率：P1＝P加熱-P保溫＝440W-40W＝400W，由P＝可知，正常加熱時R1的電阻值：R1＝＝＝121Ω．