Question

6．如圖是某飲水機(jī)的電路原理圖，電源電壓為220V，R₂的電阻是4840Ω．當(dāng)S₁、S₂ 都閉合時(shí)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，總功率為550W；當(dāng)只閉合S₂時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．試問(wèn)：
（1）當(dāng)只閉合S₂時(shí)，R₂的功率為多少？
（2）當(dāng)S₁、S₂ 都閉合時(shí)，飲水機(jī)電路中的總電流為多少？
（3）飲水機(jī)內(nèi)裝有1kg初溫為20℃的水，若飲水機(jī)正常加熱6min，此時(shí)消耗電能的84%被水吸收，飲水機(jī)內(nèi)水的溫度升高到多少？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合S₂時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂的功率；
（2）當(dāng)S₁、S₂ 都閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，根據(jù)P=UI求出飲水機(jī)電路中的總電流；
（3）根據(jù)W=Pt求出飲水機(jī)正常加熱6min消耗的電能，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出水吸收的熱量，根據(jù)Q_吸=cm（t₂-t₁）求出飲水機(jī)內(nèi)水升高到的溫度．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合S₂時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，
則R₂的功率：
P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{4840Ω}$=10W；
（2）當(dāng)S₁、S₂ 都閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，
由P=UI可得，飲水機(jī)電路中的總電流：
I=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，飲水機(jī)正常加熱6min消耗的電能：
W=P_加熱t=550W×6×60s=1.98×10⁵J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，水吸收的熱量：
Q_吸=ηW=84%×1.98×10⁵J=166320J，
由Q_吸=cm（t₂-t₁）可得，飲水機(jī)內(nèi)水升高到的溫度：
t₂=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₁=$\frac{166320J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+20℃=59.6℃．
答：（1）當(dāng)只閉合S₂時(shí)，R₂的功率為10W；
（2）當(dāng)S₁、S₂ 都閉合時(shí)，飲水機(jī)電路中的總電流為2.5A；
（3）飲水機(jī)內(nèi)水的溫度升高到59.6℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、電功公式、效率公式、吸熱公式的綜合應(yīng)用，要注意水溫升高到（末溫）和升高了（溫度變化量）的區(qū)別．