Question

【題目】小明家的電熱飲水機(jī)，有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，飲水機(jī)熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到92℃時(shí)，自動(dòng)保溫；當(dāng)水溫降至一定溫度t時(shí)，又重新加熱．飲水機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與電路原理圖如表：

熱水箱水量	額定電壓	加熱時(shí)功率	保溫時(shí)功率
1kg	220V	800W	44W

（1）當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，飲水機(jī)處于（加熱/保溫）狀態(tài)，此時(shí)電路中的電流為多少A？
（2）求電阻R1的阻值．
（3）飲水機(jī)加熱一次把初溫22℃的水加熱到92℃，水吸收的熱量為多少J？如果加熱一次的時(shí)間為7min．則飲水機(jī)的效率為多大？（水的比熱為4.2×103J/kg℃）

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路；當(dāng)S、S1閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，

因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，

所以，當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路中的總電阻最大，當(dāng)S、S1閉合時(shí)，電路的總電阻最小，

因電壓一定時(shí)，由P=UI= 可知，總電阻大的功率較小，總電阻小的功率較大，

所以，當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，飲水機(jī)功率最小，處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S1閉合時(shí)，飲水機(jī)功率最大，處于加熱狀態(tài)，

當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，處于保溫狀態(tài)，由P=UI可得，電路中的電流：

I= = =0.2A；

（2）解：當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，

由I= 可得，電阻R1的阻值：

R1= = =1100Ω

（3）解：水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（92℃﹣22℃）=2.94×105J，

由P= 可得，消耗的電能：

W=P加熱t′=800W×7×60s=3.36×105J，

飲水機(jī)的效率：

η= ×100%= ×100%=87.5%

【解析】（1）當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路；當(dāng)S、S1閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，根據(jù)電阻的并聯(lián)比較兩種情況下總電阻的關(guān)系，根據(jù)P=UI= 可知，總功率大的電熱飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，總功率小的處于保溫狀態(tài)，再根據(jù)P=UI求出電路中的電流；（2）當(dāng)S閉合、S1斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出電阻R1的阻值；（3）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η= ×100%求出飲水機(jī)的效率．