Question

【題目】（9分）如圖甲是某學校使用的電開水器，乙圖是簡化電路（R1、R2都是加熱電阻）．當加入冷水后，開關接1位置，電開水器處于加熱狀態，將水燒開后，開關自動跳轉到2位置，電開水器處于保濕狀態，電開水器額定電壓為220V，容量為50L，加熱功率為5.5kW．[c水=4.2×103J/（kg℃）]，求：

（1）R1的電阻；

（2）將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰（標準大氣壓下 ），水吸收的熱量；

（3）加滿水燒開后，電開水器處于保溫狀態時，若無人接水，水每分鐘放出的熱量為6×104J，為保持水溫不變，計算電阻R2的阻值．

Answer 1

【答案】（1）R1的電阻為8.8Ω；（2）將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰（標準大氣壓下 ），水吸收的熱量為1.68×107J；（3）為保持水溫不變，電阻R2的阻值為39.6Ω．

【解析】試題

解：（1）S接1時，電路為1的簡單電路，電路中的總電阻最小，電功率最大，飲水機處于加熱狀態；

由可得，=8.8Ω。

（2）水的體積：V=50L=50dm3=0.05m3，由ρ=m/V可得，水的質量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg，

水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×50kg×（100℃﹣20℃）=1.68×107J。

（3）若無人接水，水每分鐘放出的熱量為6×104J，則根據W=t得：R=t=×60s=48.4Ω，

當S接2時，兩電阻串聯，飲水機處于保溫狀態；R2=R﹣R1=48.4Ω﹣8.8Ω=39.6Ω．

答：（1）R1的電阻R為8.8Ω；（2）將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰（標準大氣壓下 ），水吸收的熱量為1.68×107J；（3）為保持水溫不變，電阻R2的阻值為39.6Ω．