Question

【題目】下表為一臺飲水機的銘牌，其內部簡化電路如圖所示，R1和R2均為電熱絲且阻值不變。

（1）該飲水機處于加熱狀態時，正常工作3min，在1標準大氣壓下能否把0.5kg 的水從20°C加熱至沸騰？（c水=4.2×103（kg·℃））

（2）保溫功率是指S斷開時電路消耗的總功率。該飲水機正常保溫時，R1實際消耗的電功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）不能（2）0.484W

【解析】

（1）在1標準大氣壓下水的沸點為100℃，則把0.5kg的水從20℃加熱至沸騰需要吸收的熱量：

Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J，

由 可得，需要消耗的電能：

由 可得，需要加熱的時間：

所以，該飲水機正常加熱3min不能把1標準大氣壓下0.5kg的水從20℃加熱至沸騰；
（2）由圖可知，開關S閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，飲水機的功率最大，處于加熱狀態，
由 可得，R1的阻值：

由表格數據可知，該飲水機正常保溫時的功率P保溫=22W，由題意可知，開關S斷開時，R1與R2串聯，電路的總電阻最大，飲水機的功率最小，處于保溫狀態，由P=UI可得，此時電路中的電流該飲水機正常保溫時，R1實際消耗的電功率：P1=I2R1=（0.1A）2×48.4Ω=0.484W。