Question

【题目】小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时，自动保温；当水温降至一定温度t时，又重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

（1）当S闭合、S1断开时，饮水机处于_______（加热/保温）状态，此时电路中的电流为多少A？

（2）求电阻R1的阻值．

（3）饮水机加热一次把初温22℃的水加热到92℃，水吸收的热量为多少J？如果加热一次的时间为7min．则饮水机的效率为多大？（水的比热为4.2×103J/kg·OC）

Answer 1

【答案】（1）保温；0.2A；（2）1100Ω；（3）2.94×105J；87.5%

【解析】试题分析：（1）当S1闭合时，R1、R2两个电阻并联，电阻最小，根据公式P=U2/R可知，电压一定，所以功率最大，是加热状态。当S1断开时，R1单独工作，电阻大于并联的总电阻，根据公式P=U2/R可知，电压一定，所以功率变小，是保温状态。正常保温时，功率是44W，电压220V，由P=UI变形得：I=P/U=44W/220V=0.2A

（2）饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开，处于保温状态；此时为R1的简单电路，由表中数据可知，此时的保温时功率P保=44W，由P=U2/R可得，R1=U2/P保=(220V)2/44W=1100Ω；

（3）因为Q=cm（t0-t），所以Q=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（92℃-22℃）=2.94×105J

如果加热一次消耗的电能：W=P额t=800W×7×60s=3.36×105J，

饮水机的效率：η=W有用/W总×100%=2.94×105J/3.36×105J×100%=87.5%