Question

【題目】如圖所示是某家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖，溫控開(kāi)關(guān)S可根據(jù)水溫自動(dòng)切換加熱和保溫兩種狀態(tài)R1、R2是發(fā)熱電阻并且阻值相等熱水器主要參數(shù)如下表。[水的比熱容為4.2x103J/（kg℃）]

額定電壓	220V	容積	10L
加熱功率	1000W	保溫功率	W

（1）開(kāi)關(guān)S跳至_____觸點(diǎn)位置時(shí)，熱水器進(jìn)入保溫狀態(tài)。

（2）求保溫功率是多少____W？

（3）冰水箱中裝滿初溫為25℃的水，加熱使溫度升高到75℃，水需要吸收多少熱量_____（在上述加熱狀態(tài)下，熱水器正常工作40min需消耗多少電能_____？加熱效率是多少________？

Answer 1

【答案】b 500W 2.1×106J 2.4×106J 87.5%

【解析】

（1）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開(kāi)關(guān)S跳至a觸點(diǎn)位置時(shí)，只有電阻R1接入電路，此時(shí)電路電阻較小，電源電壓U一定，由P＝可知，電阻越大，電路功率越小，電阻越小，電熱水器功率越大，因此當(dāng)開(kāi)關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí)，電路阻值較大，電功率較小，電熱水器處于保溫狀態(tài)。（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S跳至a觸點(diǎn)位置時(shí)，只有電阻R1接入電路，由P＝可知，電阻阻值：R1＝＝48.4Ω，開(kāi)關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí)，兩電阻串聯(lián)，由P＝可知：P保溫＝＝500W;（3）已知電熱水器的容積V＝10L＝10dm3＝0.01m3，由ρ＝可知，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.01m3＝10kg，水吸收的熱量Q＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×10kg×(75℃25℃)＝ 2.1×106J;（4）由P＝可得，加熱狀態(tài)下，熱水器正常工作40min需消耗電能W＝P加熱t＝1000W×40×60s＝2.4×106J。加熱效率η＝×100%＝×100%＝87.5%.