Question

【題目】自動飲水機已經普遍用于車站、學校等公共場所，它的簡化電路圖如圖所示，電熱絲電阻分別為R1、R2，請根據說明書提供的信息計算：[水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，水的比熱容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(1)如果飲水機處在“加熱”狀態正常工作時，電熱絲所產生的熱量有80%被水吸收，飲水機的熱膽裝滿水，水溫由20 ℃加熱到90 ℃，需用多長時間？___________

(2)開關S1斷開時，飲水機處于________(選填“加熱”或“保溫”)狀態。

(3)電阻絲R1的阻值_________。

Answer 1

【答案】735s保溫1161.6 Ω

【解析】

(1)設所需時間為t。

由ρ＝得，熱膽內水的質量：m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg，

由題意得，ηW＝Q吸，

即ηPt＝c水m水(t2－t1)，

則t＝＝

＝735 s。

（2）當開關斷開時，兩電阻串聯，由P=UI=U2/R知道，此時總電阻較大，電功率較小，為保溫狀態。

(3)當開關S1、S2閉合時，R1被短路，此時處于加熱狀態，由P＝UI＝得，R2＝＝＝48.4 Ω；

當開關S2閉合、S1斷開時，飲水機處于保溫狀態，兩電阻串聯，R總＝＝＝1210 Ω；

則R1＝R總－R2＝1210 Ω－48.4 Ω＝1161.6 Ω。