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    近期湖北省有关单位实施的家电下乡活动中，有种电器是电热饮水机，它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及图所示的电路原理图。

     （1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于加热还是保温状态。

    （2）求电阻R1的阻值。

     （3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（C水=4.2×103J/(kg·℃，ρ水=1.0×103kg/m3，保留一位小数) 

                                 

     

    【答案】

    ①保温      ②R1=134.4欧姆      ③t=1.9×103s

    【解析】分析开关闭合（两电阻并联）和断开时（只有R1）的电路组成及电阻关系，根据P=U2/R分析哪种情况电功率大，电功率大的为加热状态，电功率小的为保温状态；当开关断开时（只有R1）处于保温状态，知道此时的电功率，利用P=U2/R求R1的大小；求出水吸收的热量Q吸，知道加热效率，利用效率公式求消耗的电能，又知道实际电压，利用W电= U实2/Rt，求加热时间．（1）S0断开时，P1=U2/R2；S0闭合时，P2=U2/R总；

    ∵R1和R2并联，

    ∴R总＜R2，

    ∴P1＜P2，

    当S0断开时，电热饮水机处于保温状态；（2）电热饮水机处于保温时：

    ∵P保温=U22/R2，

    ∴R2=U实2/P保温=（220V）2/40W=1210Ω，

    电热饮水机处于加热时：

    ∵P加热=U2/R总，

    ∴R总= U2/ P加热=（220V）2/400W =121Ω

    ∵R1和R2并联，

    根据并联电阻公式，得R1=134.4Ω；（3）水的质量：

    m=ρv=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，

    水吸收的热量：

    Q吸=cm△t

    =4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃-20℃）

    =5.04×105J，

    由题知，W电×80%=Q吸，

    电热饮水机实际消耗的电能：

    W电=Q吸/80%=5.04×105J/80%=6.3×105J，

    ∵W电= U实2/Rt，

    ∴t=6.3×105J×121Ω/（220V）2

    ≈1.9×103s

     

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    热水箱容量 2L
    额定电压 220V
    加热时的功率 400W
    保温时的功率 40W
    （1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于加热还是保温状态．
    （2）求电阻R1的阻值．
    （3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（C水=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3，保留一位小数）

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    （2）求电阻R1的阻值。
    （3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（C水=4.2×103J/(kg·℃，ρ水=1.0×103kg/m3，保留一位小数) 

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    (1)请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于加热还是保温状态。

    (2)求电阻R1的阻值。

    (3)晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？(C水=4.2×103J/(kg·℃，ρ水=1.0×103kg/m3，保留一位小数)

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     （2）求电阻R1的阻值。

     （3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（C水=4.2×103J/(kg·℃，ρ水=1.0×103kg/m3，保留一位小数)                               


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