Question

【題目】如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關S可根據水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態，R1、R2是發熱電阻，熱水器主要參數如下表。[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）]

額定電壓	220V	容量	30kg
加熱功率	2200W	保溫功率	605W

（1）求出R1，R2的阻值？

（2）水箱中裝滿初溫為20℃的水，加熱使溫度升高到60℃，水需要吸收多少熱量？

（3）在上述加熱狀態下，熱水器正常工作50min需消耗多少電能？加熱效率是多少？（小數點后保留一位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）22Ω；58Ω（2）5.04×106J（3）6.6×106J ；76.4%

【解析】

（1）當開關S接a時，電路為R1的簡單電路，此時電路的電阻較小，電路的總功率最大，是加熱狀態，根據得，R1的阻值：

；

當開關S接b時，R1，R2串聯在電路中，是保溫狀態，則兩電阻的總電阻為：

，

故R2阻值為：R2=80Ω-22Ω=58Ω；

（2）根據得，水吸收的熱量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×30kg×（60℃-20℃）=5.04×106J；

（3）加熱50分鐘消耗的電能：

W=P加熱t=2200W×50×60s=6.6×106J；

則加熱效率：

。