Question

【題目】某自動電水壺的實物圖、內部簡化電路圖和銘牌如圖所示。電源接上后，如果單刀雙擲開關在手動檔，電流經“手動”給加熱器R供電。如果單刀雙擲開關在自動檔，電流經ST(自動溫控開關)給加熱器R供電；當溫度到達溫控器的設定溫度后.ST開關自動斷開，電水壺處于保溫狀態。

自動電熱水壺
額定電壓	220V
額定容量	1. 2L
加熱功率	800W
額定頻率	50Hz

(1)求一壺20℃的自來水燒到80℃吸收的熱量[水的比熱容c=4.2×103J/(kg. ℃)].

(2)單刀雙擲開關在手動檔時，一壺20℃的自來水燒到80℃需8分鐘，求電水壺的加熱效率;

(3)單刀雙擲開關在自動檔時，溫度到達溫控器的設定溫度后保溫功率(R與R1的總功率)是100W，求R1的阻值。

Answer 1

【答案】（1）3.024×105J；（2）78.75％；(3)423.5Ω

【解析】

（1）電熱壺的容積為1.2L，即體積V=1.2L=1.2×10-3m3；

電熱壺可裝水的質量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg

Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg.℃）×1.2kg×（80℃-20℃）=3.024×105J

（2）單刀雙擲開關在手動檔時，電熱壺處于加熱狀態，8分鐘消耗電能W=Pt=800W×8×60s=3.84×105J；加熱效率

（3）加熱電阻單獨工作時為加熱狀態，其加熱功率為800W，額定電壓為220V，可得電阻 ；單刀雙擲開關在自動檔時，溫度到達溫控器的設定溫度后保溫功率(R與R1的總功率)是100W，此時電阻R與電阻R1串聯，得 ，變形得： ，R1=484Ω-60.5Ω=423.5Ω.