Question

【題目】某電熱水瓶具有加熱、保溫、電動出水及干燒斷電功能，其簡化電路如圖所示。S1是瓶底溫控開關，通常閉合，當瓶底發熱盤的溫度達到120℃自動斷開，S2是瓶壁溫控開關，按下時對水加熱，水燒開后自動斷開，電熱水瓶處于保溫狀態。S3是電動出水開關，按下時閉合，電磁泵將水抽出。已知電熱水瓶保溫功率為50W，加熱功率為1000W。

(1)電熱水瓶加熱過程電流做功把電能轉化為電熱板的______能，電熱板再通過______的方式增加了水的內能。

(2)電熱水瓶處于保溫狀態且不抽水時，電路中的電阻阻值為多大？（______）

(3)閉合開關S3，電磁泵兩端電壓為12V，已知R3的阻值為200Ω，求電磁泵的電功率（______）。

(4)若水燒開后，S2沒有自動斷開，則瓶里的水燒干后，經過多長時間S1才會斷開？（______）已知發熱盤質量為0.5kg，比熱容為。設水燒干瞬間，發熱盤的溫度為110℃，不計熱損失。

Answer 1

【答案】內 熱傳遞 968Ω 12.48W 2.5s

【解析】

(1)[1]電流具有熱效應，電熱水瓶加熱過程電流做功把電能轉化為電熱板的內能。

[2]電熱板的溫度高于水的溫度，具備熱傳遞發生的條件，高溫物體向低溫物體傳遞熱量，所以是通過熱傳遞的方式改變水的內能。

(2)[3]由圖和題意可知，閉合開關S1和S2，電阻R1和R2并聯，處于加熱狀態；只閉合開關S1時，只有電阻R2工作，處于保溫狀態；只閉合開關S1和S3時，電動機和電阻R3串聯，電磁泵將水抽出。電熱水瓶處于保溫狀態且不抽水時，只有電阻R2工作，根據可得，電路中的電阻

(3)[4]閉合S1、S3時，電動機和電阻R3串聯，已知此時電磁泵兩端電壓為12V，則由串聯電路電壓的規律可得，電阻R3兩端的電壓

這一支路的電流為

則電磁泵的電功率

(4)[5]瓶里的水燒干后，發熱盤吸收的熱量

瓶里的水燒干后，S2沒有自動斷開（仍然是加熱狀態），不計熱損失，電流產生的熱量全部被發熱盤吸收，即

由可得，水燒干后到S1斷開所需的時間