Question

學校為了解決同學們的飲水問題，新購置了一批臺式飲水機，其銘牌如下表所示．如圖是飲水機的簡化電路圖，其中S是用感溫材料制造的溫控開關(guān)，R₁是電阻，R₂是供加熱的電阻絲．
（1）請分析當S接通時，飲水機是處于加熱狀態(tài)還是處于保溫狀態(tài)？
（2）在加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流是多大？
（3）正常工作時，該飲水機將熱水罐中0.6kg、l8℃的水加熱到93℃需用時6min．根據(jù)這些數(shù)據(jù)及題目中的信息，計算該飲水機加熱狀態(tài)時的效率．

額定功率	50Hz	環(huán)境溫度	10℃～38℃
加熱功率	550W	環(huán)境濕度	≤90%
額定電壓	220V	制熱水能力	≥90℃5L/h

Answer 1

分析：本題目第一問，當開關(guān)接通時，只有電阻R₂接入電路，由電功率的大小P=

U2

R

，得，此時電功率較大，處于加熱狀態(tài)．而要求此時工作電流，則利用題目中數(shù)據(jù)代入公式I=

P

U

，便可算出結(jié)果．最后一問先將加熱水需要的內(nèi)能利用內(nèi)能公式求出，然后利用電功公式求出電功，最后求出效率便可．

解答：解：（1）加熱狀態(tài) 由公式P=

U2

R

，得，當開關(guān)閉合時，只有R₂接入電路，所以P1=

U2

R2

，
而當開關(guān)斷開時，P2=

U2

R1+R2

，P₁＞P₂，所以處于保溫狀態(tài)；
（2）由P=UI，得I=

P

U

，I=

550W

220V

=2.5A
（3）由Q=cm△t，得，
Q=cm△t=4.2×10³J/kg?℃×0.6kg×（93-18）℃=1.89×10⁵J；
W=Pt=550w×6×60s=1.98×10⁵J；
η=

Q

W

×100%=

1.89×105J

1.98×105J

×100%≈95.45%；
答：（1）當S接通時，飲水機是處于保溫狀態(tài)；
（2）加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流是2.5A；
（3）該飲水機加熱狀態(tài)時的效率95.45%．

點評：這道題目綜合性比較強，將以前所學的內(nèi)能知識與電功的計算公式結(jié)合起來，考查學生對相關(guān)知識點的應用能力．