Question

【題目】小明家的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，銘牌的部分參數(shù)如表所示．其工作電路圖如圖所示．經(jīng)分析得知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．當(dāng)水箱中注滿初溫為20℃的水后，閉合開(kāi)關(guān)S，用7.5min將水加熱到100℃（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），已知c水=4.2×103J/（kg℃），根據(jù)以上信息，求：

額定電壓	220V
加熱功率	880W
保溫功率	44W
最大容積	1L

（1）熱水箱中的水從20℃燒開(kāi)所吸收的熱量．
（2）電路中電阻R1的阻值是多大？
（3）飲水機(jī)加熱過(guò)程中的熱效率是 ．
（4）保溫時(shí)，R1、R2產(chǎn)生的電熱之比是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由題意可知，水沸騰時(shí)的溫度為100℃，

由ρ= 可得，水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg．

水吸收熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103[J/（kg℃）]×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J．

答：熱水箱中的水從20℃燒開(kāi)所吸收的熱量為3.36×105J．

（2）解：由P= 可得，電阻R1的阻值：R1= = =55Ω；

答：電路中電阻R1的阻值是55Ω．

（3）84.8%
（4）1：19
【解析】解：（3）閉合開(kāi)關(guān)S，加熱7.5min消耗的電能：W=Pt=880W×7.5×60s=3.96×105J， 飲水機(jī)加熱過(guò)程中的熱效率：η= ×100%= ×100%≈84.8%；（4）由P= 可得，保溫時(shí)，電路中的總電阻：R= = =1100Ω，
由串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)可知，R2=1100Ω﹣55Ω=1045Ω，
由Q=I2Rt可得，保溫時(shí)，R1、R2產(chǎn)生的電熱之比Q1：Q2=R1：R2=55Ω：1045Ω=1：19．（3）飲水機(jī)加熱過(guò)程中的熱效率是84.8%．（4）保溫時(shí)，R1、R2產(chǎn)生的電熱之比為1：19．
（1）已知水箱中水的體積，根據(jù)公式m=ρV可求水箱中水的質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，根據(jù)公式Q=cm（t﹣t0）求出燒開(kāi)所吸收的熱量；（2）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，此時(shí)電流為加熱狀態(tài)，根據(jù)P= 的變形公式即可求出電阻R1的阻值；（3）已經(jīng)計(jì)算出水吸收熱量，然后根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，可利用公式η= ×100%求出飲水機(jī)的熱效率；（4）根據(jù)P= 的變形公式即可求出保溫時(shí)電路的總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電阻R2的阻值，最后根據(jù)Q=I2Rt求出保溫時(shí)R1、R2產(chǎn)生的電熱之比．