Question

【題目】如圖為某電熱水瓶簡化電路，其內部電路由電阻R1、R2和S2組成。S1是壺底溫控開關，通常閉合，當壺底發熱盤的溫度達到120℃時自動斷開。S2是壺壁溫控開關，按下時對水加熱，水燒開后自動斷開使水處于保溫狀態，保溫時電路中只有一個電阻R1在工作。S3是電動出水開關，按下時閉合，電磁泵將水抽出。已知電熱水瓶保溫功率為 40W，電磁泵抽水時的電功率為12W，發熱盤質量為0.4kg，比熱容為0.5×103J/（kg·℃）。

(1)電磁泵抽水時，R3與電磁泵兩端的電壓之比為 52:3，求通過電磁泵的電流多大?

(2)求R1，并請在圖中虛線框內畫出內部電路；

(3)若水燒開后S2沒有自動斷開，在水燒干后再經過2s，S1才斷開。已知水燒干瞬間發熱盤的溫度為105℃，則電熱水瓶的加熱功率為多少?（不計熱量損失）

Answer 1

【答案】(1)1A (2)1210Ω ，(3)1500W

【解析】

(1)電源電壓U =220V ，R3與電磁泵串聯且兩端電壓之比為 52:3，所以電磁泵兩端電壓為

電磁泵抽水時的電功率為12W，則通過電磁泵的電流為

(2)電熱水瓶處于保溫狀態且不抽水時，只有電阻R1工作，且保溫功率為 40W，根據可得，電路中的電阻

由題意可知，電阻R1和R2并聯，S2控制R2；只閉合開關S1時，只有電阻R1工作，處于保溫狀態；只閉合開關S1和S3時，電動機和電阻R3串聯，電磁泵將水抽出，電動機工作。電路如下圖所示

(3)瓶里的水燒干后，發熱盤吸收的熱量

瓶里的水燒干后，S2沒有自動斷開（仍然是加熱狀態），不計熱損失，電流產生的熱量全部被發熱盤吸收，即W=Q放=Q吸，由得電熱水瓶的加熱功率為

答：(1)通過電磁泵的電流為1A；

(2)R1的阻值為1210Ω，電路如圖

(3)電熱水瓶的加熱功率為1500W。