Question

【題目】電熱水器目前成為很多家庭裝修的選擇，它使用方便、安靜，并且現在的很多電熱水器都越來越智能化了，小李家中新購置了一臺掛式電熱水器，他查看了電熱水器說明書后，將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖，該熱水器設有高、中、低三擋，電熱絲R1=50Ω，電熱絲R2=220Ω，電熱轉化效率為84％，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）

(1)電熱絲R1工作時，通過其中的電流為______A；

(2)該電熱水器高溫擋加熱的熱功率為_________W；

(3)如用熱水器的低溫擋將22kg水從20℃加熱到60℃需要時間為______min（結果保留整數）。

Answer 1

【答案】4.4 1188 333

【解析】

(1)[1]電熱絲R1工作時，通過其中的電流為

I1==4.4A

(2)[2]由電路圖可知，當兩個開關都閉合時，R1與R2并聯，電路的總電阻最小，電源電壓一定，由P=可知，此時電路的總功率最大，熱水器處于高溫擋，所以高溫擋的加熱功率

P高溫=P1+P2==968W+220W=1188W

(3)[3]將22kg水從20℃加熱到60℃吸收的熱量

Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×22kg×(60℃-20℃)=3.696×106J

由電路圖可知，閉合S2時，只有R2連入電路中，電路中電阻最大，功率最小，熱水器處于低溫擋

P低溫=P2==220W

由題可知，電熱轉化效率為84%，所以

Q=84%W=84%P低溫t

所以加熱時間

t==2×104s≈333min