Question

【題目】CFXB型熱水杯的原理圖如圖所示，它有加熱和保溫兩檔，通過單刀雙擲開關S進行調節(jié)，R0、R為電熱絲．當開關S接加熱檔時，電路的功率為1000W，當開關S接保溫檔時，電路的總功率為44W，R0、R阻值恒定不變．

整壺水的質量	2kg
額定電壓	220V
加熱時的總功率	1000W
保溫時的功率	44W

（1）在保溫檔正常工作時，電路中的電流是多少？
（2）電熱絲R0、R的阻值多大？
（3）在一標準大氣壓下把一滿壺水從30℃燒開需要14分鐘，求這個熱水壺的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏℃）

Answer 1

【答案】
（1）解：由表格數(shù)據(jù)可知，保溫時的功率為44W，

由P=UI可得保溫檔正常工作時，電路中的電流：

I保溫= = =0.2A

（2）解：由圖知S接2時只有R0接入電路，為加熱狀態(tài)，

由P= 可得R0的電阻：

R0= = =48.4Ω，

S接1時兩電阻串聯(lián)，為保溫狀態(tài)，

總電阻：R總=R0+R= = =1100Ω，

所以R=R總﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω

（3）解：水吸收的熱量：Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃﹣30℃）=5.88×105J；

熱水壺消耗的電能：W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J，

熱水壺的效率：η= ×100%= ×100%≈63.6%

【解析】（1）由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計算在保溫檔正常工作時，電路中的電流；（2）由電路圖知S接1時兩電阻串聯(lián)，為保溫狀態(tài)；S接2時只有R0接入電路，為加熱狀態(tài)，根據(jù)電路特點和P= 計算兩電阻的阻值；（3）利用吸熱公式Q吸=cm△t來計算熱量；消耗的電能可利用公式W=Pt來計算，熱水壺的效率則是吸收的熱量與消耗的總電能的比．