Question

小華家購買了一臺飲水機，技術參數如下表，其工作電路如圖所示，S₀是溫控開關，可以自動控制飲水機的加熱和保溫狀態。試問：

（1）請分析說明溫控開關閉合時，飲水機處于加熱還是保溫狀態。 
（2）R₂的阻值是多少？
（3）小華估計當時的水溫為20℃，飲水機將水從20℃燒開需要吸收多少熱量？需要多長時間？［c_水=4.2×10³J/（kg·℃），氣壓為1標準大氣壓，熱量全部被水吸收］

Answer 1

（1）當S₀閉合時總電阻小于S₀斷開時總電阻，根據P＝U²/R，所以S₀閉合時總功率大于S₀斷開時總功率（分析合理即可）         加熱狀態   
（2）電阻R₂=1100Ω     （3）熱量Q=3.36×10⁵J      時間t=672s=11.2min 

試題分析：：（1）S₀斷開時，飲水機的功率為,S₀閉合時，飲水機的功率為
∵R₁和R₂的并聯，
∴R_總＜R₂，
∴P₁＜P₂，則溫控開關S₀閉合時處于加熱狀態；
（2）保溫時的電阻為
（3）水燒開需要吸收熱量為Q=c_水m_水（t-t₀）=c_水ρ_水V_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J，
需要加熱時間為
點評：本題考查了并聯電阻特點和電功率公式的應用，以及電阻、質量、吸熱、加熱時間的計算，關鍵是公式的靈活運用，計算過程中還要注意單位的換算．