Question

【題目】小明觀察家里電飯鍋的銘牌：額定電壓為220 V，保溫功率為20 W，加熱功率是1 000 W，工作原理如圖所示。通過改變“加熱、保溫選擇開關”的“斷開”或“閉合”，就可以得到加熱或保溫兩種工作狀態。R0為電熱絲且電阻不隨溫度變化，定值電阻R為分壓電阻，現在需要100 ℃的開水500 mL。已知水的初溫是20 ℃，電能轉化為水的內能的效率是80%，水的比熱容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3。請你解答：

(1)在保溫狀態時，“加熱、保溫選擇開關”是___________的(選填“斷開”或“閉合”)；

(2)電熱絲R0的阻值___________；

(3)飲水機正常工作時，將水燒開需要的加熱時間_________。

Answer 1

【答案】斷開48.4 Ω210 s

【解析】

(1)由電路圖可知,“加熱、保溫選擇開關”斷開時,R0與R串聯，電路中的總電阻最大，由P＝可知，當電壓一定時，電路中的總功率最小，電飯鍋處于處于保溫狀態；(2)當“加熱、保溫選擇開關”閉合時,電路為R0的簡單電路，電飯鍋處于加熱狀態，則電熱絲R0的阻值：R0＝＝48.4Ω，(3)由ρ＝可知，水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×500×106m3＝0.5kg，水吸收的熱量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×0.5kg×(100℃20℃)＝1.68×105J，由η＝×100%可得，消耗的電能：W＝＝2.1×105J，由P＝可知，需要的加熱時間：t′＝＝210s.