Question

【題目】無(wú)內(nèi)膽飲水機(jī)的電路原理如圖所示，電熱絲R1、R2都繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)S的通、斷狀態(tài)，可以選擇出溫水或開(kāi)水．該飲水機(jī)的銘牌如表．忽略電熱絲R1、R2的阻值隨溫度的變化，不計(jì)各種熱損失，水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃）．

額定電壓	220V
開(kāi)水加熱功率	2200W
溫水加熱功率	1100W

（1）現(xiàn)在需要100℃的開(kāi)水200g，已知水的初溫是20℃，水需要吸收多少熱量？

（2）當(dāng)飲水機(jī)處于開(kāi)水加熱狀態(tài)時(shí)，加熱上述水需要多少時(shí)間？（保留一位小數(shù)）

（3）S處于什么狀態(tài)時(shí)飲水機(jī)是溫水加熱狀態(tài)？為什么？

Answer 1

【答案】（1）水需要吸收6.72×104J的熱量；

（2）加熱上述水需要30.5s；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于溫水加熱狀態(tài)；因?yàn)殡娮?/span>R1和R2串聯(lián)接入電路，此時(shí)電路中的電阻最大，根據(jù)公式P=可知電壓不變，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越少，處于溫水加熱狀態(tài)．

【解析】試題分析：（1）知道水的質(zhì)量、初溫、末溫，根據(jù)Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；

（2）知道功率和功，根據(jù)P=求出時(shí)間；

（3）飲水機(jī)所處的狀態(tài)根據(jù)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí)連入的電阻即可判斷．當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，只有電阻R2接入電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)接入電路，由電功率的公式P=可判斷飲水機(jī)處于什么狀態(tài)．

解：

（1）水吸收的熱量：

Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×104J；

（2）飲水機(jī)消耗的電能：

W=Q=6.72×104J，

由P=得加熱時(shí)間：

t==≈30.5s；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，只有電阻R2接入電路，由電功率的公式P=可知此時(shí)飲水機(jī)處于開(kāi)水加熱狀態(tài)；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)接入電路，此時(shí)飲水機(jī)處于溫水加熱狀態(tài)．

答：（1）水需要吸收6.72×104J的熱量；

（2）加熱上述水需要30.5s；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于溫水加熱狀態(tài)；因?yàn)殡娮?/span>R1和R2串聯(lián)接入電路，此時(shí)電路中的電阻最大，根據(jù)公式P=可知電壓不變，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越少，處于溫水加熱狀態(tài)．