Question

【題目】大多數學校都安裝了直飲機無內膽飲水機，電路原理如圖所示，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”S的狀態（S“斷開”或S“閉合”，可以選擇出溫水或開水。該飲水機的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2000W，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=4.2J/（kg），水的密度=1kg/，求：

（1）開關S___________“斷開”或“閉合”時出開水。

（2）溫水檔時電路的電阻________？

（3）現在需要一標準大氣壓下的開水500mL，已知水的初溫是20，若飲水機正常工作，燒開這些水需要多少時間______？設電能全部轉化為水吸收的熱量

Answer 1

【答案】閉合 44Ω 84s

【解析】

(1)[1]當開關S斷開時，電阻R1和R0串聯接入電路，電路中電阻較大，由P=可知，此時飲水機出溫水，當開關S閉合時，只有電阻R0接入電路，此時電阻最小，由P=可知，此時飲水機出開水；

(2)[2]當開關S斷開時，電阻R1和R0串聯接入電路，此時P溫=1100W，由P=UI可知，飲水機溫水檔時電熱絲中的電流：

I溫===5A

由I=可得，電路中的總電阻：

R總===44；

(3)[3]由=可得，水的質量：

m=V=1×103kg/m3×500×106m3=0.5kg

水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg)×0.5kg×(10020)=1.68×105J

消耗的電能：

W=Q吸=1.68×105J

由P=可得加熱時間：

t===84s。