Question

【題目】大多數(shù)學(xué)校都安裝了直飲機(jī)無(wú)內(nèi)膽飲水機(jī)，電路原理如圖所示，電熱絲R1、R0，繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)改變“溫、開(kāi)水選擇開(kāi)關(guān)”S的狀態(tài)（S“斷開(kāi)”或S“閉合”，可以選擇出溫水或開(kāi)水。該飲水機(jī)的額定電壓是220V，開(kāi)水加熱電功率是2000W，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=4.2J/（kg），水的密度=1kg/，求：

（1）開(kāi)關(guān)S___________“斷開(kāi)”或“閉合”時(shí)出開(kāi)水。

（2）溫水檔時(shí)電路的電阻________？

（3）現(xiàn)在需要一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的開(kāi)水500mL，已知水的初溫是20，若飲水機(jī)正常工作，燒開(kāi)這些水需要多少時(shí)間______？設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水吸收的熱量

Answer 1

【答案】閉合 44Ω 84s

【解析】

(1)[1]當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1和R0串聯(lián)接入電路，電路中電阻較大，由P=可知，此時(shí)飲水機(jī)出溫水，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，只有電阻R0接入電路，此時(shí)電阻最小，由P=可知，此時(shí)飲水機(jī)出開(kāi)水；

(2)[2]當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1和R0串聯(lián)接入電路，此時(shí)P溫=1100W，由P=UI可知，飲水機(jī)溫水檔時(shí)電熱絲中的電流：

I溫===5A

由I=可得，電路中的總電阻：

R總===44；

(3)[3]由=可得，水的質(zhì)量：

m=V=1×103kg/m3×500×106m3=0.5kg

水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg)×0.5kg×(10020)=1.68×105J

消耗的電能：

W=Q吸=1.68×105J

由P=可得加熱時(shí)間：

t===84s。