Question

一位同學對家里飲水機的工作情況進行了調查：飲水機加滿水通電后有加熱和保溫兩種交替工作狀態(由機內溫控開關S自動控制)；從該機說明書上收集到如下數據：加熱器額定電壓為220V，額定功率為500W；機內盛水容器的容積為5dm³。調查發現：正常加熱時，在不從飲水機取水的情況下，水溫由85℃開始再次加熱，經過8min水溫升到95℃時停止加熱，該機簡化電路如圖19所示。

（1）請分析說明：溫控開關S斷開時，飲水機是處于加熱還是保溫狀態?

（2）正常加熱時，求加熱器電阻R₂的阻值及通過的電流。

（3）在8min的加熱過程中消耗電能為多少?機內容器中水的內能增加了多少?并簡要說明它們不同的原因。[C_水=4．2×10³J／(kg·℃)]

 

Answer 1

【答案】

解：(1)S閉合時，R₁被短路，R₂兩端的電壓等于220V，S斷開時，R₁ 與R₁串聯，R₁兩端的電壓小于220V，根據P=可知，S斷開時R₂的功率較小，因而為保溫狀態。……………………………………………………………（2分）

（2）R₂===96．8Ω…………………………………………(1分)

     I==≈2．3A………………………………………………(1分)

（3）W=Pt=500W×8×60s=2．4×10⁵J…………………………………(1分)

     Q=cm(t-t₀)=4.2×10³J/kg·℃×5kg×(95-85) ℃=2．1×10⁵J (2分)

Q＜W,是因為在加熱的過程中有能量的損失，即電流產生的熱量沒有全部被水吸收。…

【解析】略