Question

【題目】探索班為了解決同學(xué)們的飲水問題，購置了一臺飲水機，其銘牌如下表所示。如圖是飲水機的電路圖，S是用感溫材料制造的溫控開關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱的電阻絲。

（1）用公式分析， S處于什么狀態(tài)（閉合或S斷開），飲水機處于保溫狀態(tài)。

（2）在加熱狀態(tài)下，飲水機正常工作時電路中的電流是多大？

（3）在飲水機的熱水罐中0.6kg水，正常工作，使水從30℃的加熱到80℃，用了5min20秒時間。用這些信息及數(shù)據(jù)，計算該飲水機加熱狀態(tài)時的效率。[C水=4.2×103J /(kg·℃)] （結(jié)果精確到1%）

Answer 1

【答案】（1）由P=U2/R可知：當(dāng)S斷開時，R1R2串聯(lián)，電源電壓U一定，電阻R較大，功率P較小，此時飲水機處于保溫狀態(tài)。（2）2.5A (3)72%

【解析】（1）當(dāng)S閉合時，R1被短路，電路電阻最小，根據(jù)公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率最大，是加熱狀態(tài)；當(dāng)S斷開時，R1、R2串聯(lián)，電路總電阻最大，根據(jù)公式P=U2/R可知，電壓一定，所以功率變小，是保溫狀態(tài).（2）加熱狀態(tài)下通過飲水機的電流為I=P熱/U=550W/220V=2.5A；（3）水吸收的熱量為Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.6kg×（80℃-30℃）=1.26×105J；飲水機消耗的電能為W=Pt=550W×320s=1.76×105J；飲水機的加熱效率為η=Q吸/W=1.26×105J/1.76×105J≈72%；