Question

【题目】如图所示为某电热水器的原理示意图，发热体分别由R1和R2组成，通过通、断开关可以使热水器处于“加热”或“保温”状态．断开S1、闭合S时，电热水器处于状态．已知该热水器的加热功率为1000W，要把10kg水由18℃加热到68℃，加热时间为s． （c水=4.2×103J/（kg℃），发热体放出的热量全部被水吸收）

Answer 1

【答案】保温；2.1×103
【解析】解：（1）加热和保温属于两个过程，加热时功率大，保温时功率小． 根据P= 可知，两个过程的电源电压相同，电阻越小，功率越大；
当闭合开关S1和S时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，功率最大，电热水器处于加热状态；
断开S1、闭合S时，电路中只有R2 ， 电路中的总电阻变大，电压不变，功率变小，加热器处于保温状态．（2）∵c水=4.2×103J/（kg℃），m=10kg，t=68℃，t0=18℃，
∴水吸收的热量为：Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（68℃﹣18℃）=2.1×106J；
又∵发热体放出的热量全部被水吸收，即W=Q吸=2.1×106J，
而P=1000W，
∴加热时间为：t= = =2.1×103s．
所以答案是：保温；2.1×103 ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解热量的计算的相关知识，掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及对电功的计算的理解，了解电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．