Question

【題目】如圖甲是某學校使用的電開水器銘牌，圖乙是其電路原理圖（R1、R2都是加熱電阻）．水箱裝滿20℃的水后連續正常加熱21min，水的溫度由20℃升高到50℃．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg℃）．求：

（1）加熱過程中水吸收的熱量；

（2）此過程電開水器的熱效率；

（3）R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）6.3×106J（2）η=90.9%（3）39．6Ω

【解析】

（1）由可知，水的質量：

，

水吸收的熱量：

。

（2）電開水器消耗的電能：W=Pt=5500W×21×60s=6.93×106J，

電開水器的熱效率：。

（3）開關S接a時，只有電熱絲R1接入電路，此時電開水器處于加熱狀態，其加熱功率為P1=5500W，

根據可知，。

開關S接b時，電熱絲R1和R2串聯接入電路，此時電開水器處于保溫狀態，其保溫功率為P2=1000W，

根據可知，總電阻，

所以R2的阻值：R2=R-R1=48.4Ω-8.8Ω=39.6Ω。

答：

（1）加熱過程中水吸收的熱量為；

（2）此過程電開水器的熱效率為90.9%；

（3）R2的阻值為39.6Ω；