Question

【題目】無內膽飲水機的原理如圖所示，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經過出水管時被加熱，通過改變“溫、開水選擇開關”的狀態（“斷開”或“閉合”），可以選擇出溫水或開水．已知該飲水機的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1100W．（已知：電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），取g=10N/kg）．問：

（1）當飲水機出溫水的時候“溫、開水選擇開關”的狀態是什么樣的？飲水機電熱絲R0的電阻是多少？

（2）現在需要100℃的開水600g，已知水的初溫是20℃，如果電能轉化為水的內能的效率是80%，飲水機正常工作時，燒開這些水需要多少時間？

（3）和傳統的有內膽的飲水機相比，這種無內膽飲水機的優點是什么？（寫出一條）

Answer 1

【答案】（1）當飲水機出溫水的時候“溫、開水選擇開關”的狀態是斷開的；

飲水機電熱絲R0的電阻是22Ω；

（2）燒開這些水需要115s時間；

（3）和傳統的有內膽的飲水機相比，這種無內膽飲水機的優點是熱量損失少，更加節能

【解析】試題分析：（1）飲水機所處的狀態根據開關S接通或斷開時連入的電阻即可判斷．當開關接通時，只有電阻R0接入電路，當開關S斷開時，電阻R1和R0串聯接入電路，由電功率的公式P=可判斷飲水機處于什么狀態；

知道飲水機的加熱功率，可利用公式R=計算出電熱絲R0的阻值．

（2）先根據密度的變形公式求出水的質量，然后根據Q吸=cm△t即可求出水吸收的熱量；

根據η=求出消耗的電能，然后根據W=Pt求出燒開開水需要的時間．

（3）從熱量的損失和節能的角度分析．

解：

（1）當“溫、開水選擇開關”閉合時，只有電阻R0接入電路；由P=可知，此時飲水機處于加熱狀態；

當“溫、開水選擇開關”斷開時，電阻R1和R0串聯接入電路，此時飲水機處于保溫狀態；

根據題意可知，P加=2200W，

飲水機處于加熱狀態時，只有電阻R0接入電路，由P=可知，R0===22Ω；

（2）水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）=2.016×105J；

由η=可得：

W===2.52×105J；

由W=Pt可知：

t==≈115s．

（3）和傳統的有內膽的飲水機相比，這種無內膽飲水機的優點是熱量損失少，更加節能；

答：（1）當飲水機出溫水的時候“溫、開水選擇開關”的狀態是斷開的；

飲水機電熱絲R0的電阻是22Ω；

（2）燒開這些水需要115s時間；

（3）和傳統的有內膽的飲水機相比，這種無內膽飲水機的優點是熱量損失少，更加節能．