Question

【題目】無內(nèi)膽飲水機的原理如圖所示，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經(jīng)過出水管時被加熱，通過改變“溫、開水選擇開關”的狀態(tài)（“斷開”或“閉合”），可以選擇出溫水或開水．已知該飲水機的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1100W．（已知：電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），取g=10N/kg）．問：

（1）當飲水機出溫水的時候“溫、開水選擇開關”的狀態(tài)是什么樣的？飲水機電熱絲R0的電阻是多少？
（2）現(xiàn)在需要100℃的開水600g，已知水的初溫是20℃，如果電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是80%，飲水機正常工作時，燒開這些水需要多少時間？
（3）和傳統(tǒng)的有內(nèi)膽的飲水機相比，這種無內(nèi)膽飲水機的優(yōu)點是什么？（寫出一條）

Answer 1

【答案】
（1）解：當“溫、開水選擇開關”閉合時，只有電阻R0接入電路；
由P= 可知，此時飲水機處于加熱狀態(tài)；

當“溫、開水選擇開關”斷開時，電阻R1和R0串聯(lián)接入電路，此時飲水機處于保溫狀態(tài)；

根據(jù)題意可知，P加=2200W，

飲水機處于加熱狀態(tài)時，只有電阻R0接入電路，
由P= 可知，R0= = =22Ω

答：當飲水機出溫水的時候“溫、開水選擇開關”的狀態(tài)是斷開的；飲水機電熱絲R0的電阻是22Ω；

（2）解：水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）=2.016×105J；

由η= 可得：

W= = =2.52×105J；

由W=Pt可知：

t= = ≈115s．

答：燒開這些水需要115s時間；

（3）答：和傳統(tǒng)的有內(nèi)膽的飲水機相比，這種無內(nèi)膽飲水機的優(yōu)點是熱量損失少，更加節(jié)能．

【解析】（1）由圖知，當開關閉合時，只有電阻R0接入電路，當開關斷開時，電阻R1、R0串聯(lián)，由電功率的公式P=可判斷飲水機所處狀態(tài)；
已知飲水機的加熱功率，由P=計算出電熱絲R0的阻值；
（2）先計算出水的質(zhì)量，然后根據(jù)Q吸=cm△t即可求出水吸收的熱量；
根據(jù)η=先計算出消耗的電能，然后由W=Pt計算燒開開水需要的時間；
（3）從熱量的損失和節(jié)能的角度分析解答．