Question

【題目】某中學為解決同學們的飲水問題，新購置了一批臺式飲水機，其銘牌如下表所示．圖是飲水機的電路圖，S是用感溫材料制造的溫控開關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱的電阻絲．分析電路圖可知，當S接通時，飲水機處于加熱狀態(tài)，當S斷開時處于保溫狀態(tài)。

（1）在加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流是多大？

（2）正常工作時該飲水機將熱水罐中0.6kg，l8℃的水加熱到93℃，用時6min。用這些數(shù)據(jù)及題目中的信息，計算熱水罐中的水吸收的熱量和該飲水機加熱狀態(tài)時的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)]

（3）如果要使飲水機在保溫狀態(tài)時的功率是加熱狀態(tài)時的一半，則R1與R2的比值應是多少？

Answer 1

【答案】（1）2.5A（2）1.89×105J；95.5%（3）0.414

【解析】

【1】由P＝UI得：I＝則該飲水機正常工作時的電流：I＝＝2.5A.

【2】水罐中的水吸收的熱量：Q吸＝C水m(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×0.6kg×(93℃18℃)＝1.89×105J，飲水機工作6min消耗的電能：W＝Pt＝550W×360s＝1.98×105J，該飲水機加熱時的效率： ≈95.5%

【3】當S閉合時,R1短路,R2兩端的電壓等于電源電壓，此時飲水機處于加熱狀態(tài)，則電功率P2＝，當S斷開時,R1與R2串聯(lián)，此時飲水機處于保溫狀態(tài)，∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：I＝，則保溫功率： P′2＝I2R2＝ R2，∵P2＝2P′2，∴解得：.即＝0.414