Question

小紅家里有一臺(tái)飲水機(jī)，它銘牌上標(biāo)出的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表，工作電路如圖所示，S是溫控開關(guān)．當(dāng)開關(guān)S閉合、S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S、S都閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)．問：

熱水箱容量	1.0L
額定電壓	220V
加熱功率	450W

（1）將1kg的水從23℃加熱到93℃，水吸收的熱量是多少？
（2）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作2min，消耗的電能是多少？〔C_水=4.2×10³J/〕
（3）當(dāng)飲水機(jī)在保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)，通過R₂的電流為0.2A，此時(shí)飲水機(jī)消耗的功率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）知道飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，實(shí)際功率等于加熱功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合、S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，此電路為R₂的簡單電路，知道電路中的電流，利用P=UI求此時(shí)飲水機(jī)消耗的功率．
解答：解：
（1）Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（93℃-23℃）=2.94×10⁵J；
（2）∵飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，
∴P=450W，
消耗的電能：
W=Pt=450W×2×60s=5.4×10⁴J；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合、S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，此電路為R₂的簡單電路，
此時(shí)飲水機(jī)消耗的功率：
P=UI=220V×0.2A=44W．
答：（1）將1kg的水從23℃加熱到93℃，水吸收的熱量是2.94×10⁵J；
（2）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作2min，消耗的電能是5.4×10⁴J；
（3）當(dāng)飲水機(jī)在保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)，通過R₂的電流為0.2A，此時(shí)飲水機(jī)消耗的功率是44W．
點(diǎn)評(píng)：本題為電學(xué)和熱學(xué)的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對(duì)熱量公式、電功率公式的掌握和運(yùn)用，涉及到電路動(dòng)態(tài)分析、從銘牌搜集有用信息，屬于難題．