Question

某種電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S₀自動控制），從它的說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的簡化電路原理圖．

熱水箱容量	1L
額定電壓	220V
加熱功率	1000W
保溫功率	44W

（1）當(dāng)S閉合，S₀斷開時，飲水機(jī)處于

 

（填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)．
（2）求：①一滿熱水箱水的質(zhì)量；②保溫時的電流．（1L=1×10^-3m³）
（3）將一滿熱水箱的水從20℃加熱到80℃需要吸收多少熱量？若加熱效率為90%，需要加熱多長時間？
[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)公式P=

U2

R

可知，電源電壓不變，當(dāng)電路電阻變大時，電路消耗的電功率就小，就處于保溫狀態(tài)，當(dāng)電路電阻變小時，電路消耗的電功率就大，就處于加熱狀態(tài)．
（2）已知水箱的體積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量，已知保溫時的功率，根據(jù)公式I=

P

U

可求保溫時的電流．
（3）根據(jù)公式Q_吸=cm△t可求吸收的熱量，已知加熱效率和加熱時的功率，可求加熱時間．

解答：解：（1）當(dāng)S閉合，S₀斷開時，電路中只有電阻R₂，電阻相對較大，電功率較小，處于保溫狀態(tài)，
當(dāng)兩開關(guān)都閉合時，兩電阻并聯(lián)，此時電路電阻最小，電功率最大，處于加熱狀態(tài)．
故答案為：保溫．
（2）①一箱水的質(zhì)量m=ρV=10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
②由P=UI得I=

P

U

=

44W

220V

=0.2A．
答：滿箱水的質(zhì)量為1kg，保溫時的電流為0.2A．
（3）Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁵J，
∵Q_吸=ηW=ηPt，
∴t=

Q吸

ηP

=

2.52×105J

0.9×1000W

=280s．
答：需要吸收熱量2.52×10⁵J，加熱時間為280s．

點評：本題考查質(zhì)量、電流、吸收熱量、時間等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是開關(guān)斷開與閉合時電路的情況，要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．