Question

【題目】如圖甲所示是某學校使用的電開水器，圖乙是簡化電路（R1、R2都是加熱電阻）。當加入冷水后，開關接1位置，電開水器處于加熱狀態，將水燒開后，開關自動跳轉到2位置，電開水器處于保溫狀態。電開水器額定電壓為220V，加熱功率為5kW，水箱能裝50kg的水（c水＝4.2×103J/（kg℃））。則：

（1）電阻R1的阻值是多大？

（2）在1標準大氣壓下，將一滿箱20℃的水燒開至少需要多長時間？

（3）加滿水燒開后，電開水器處于保溫狀態時，若無人接水，水每分鐘放出的熱量為6×104J，為保持水溫不變，計算電阻R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）9.68Ω（2）1.68×107J（3）38.72Ω

【解析】

（1）根據電路知道，正常加熱時，電路為R1 的簡單電路，由計算電阻R2 的阻值；

（2）在1標準大氣壓下由計算水吸收的熱量；

（3）無人接水時，先計算總阻值，再根據兩電阻串聯，計算R2 的阻值大小。

（1）由圖知道，當S接1時，電路為R1 的簡單電路，電路中的總電阻最小，電功率最大，此時飲水機處于加熱狀態；由知道，；

（2）在1標準大氣壓下將一滿箱20℃的水燒開時，水吸收的熱量是：

；

（3）由于無人接水時，水每分鐘放出的熱量為6×104 J，

知道此時電路的電阻是：，

由圖知道，當S接2時，兩電阻串聯，電流最小，電功率最小，飲水機處于保溫狀態，

所以，此時R2的阻值是：