Question

老师办公室有一台饮水机，它的铭牌如表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态．[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]问：

热水箱容量	2.0L
额定电压	220V
加热功率	880W

（1）将热水箱装满水后从20℃加热到90℃，水吸收的热量是多少？
（2）饮水机在加热状态下正常工作10min，消耗的电能是多少？
（3）若在保温状态下，饮水机消耗的功率是44W，则R₂的阻值是多少？

Answer 1

解：（1）根据ρ=可得，热水箱装满水后水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（90℃-20℃）=5.88×10⁵J；
（2）饮水机在加热状态下的功率为880W，则工作10min消耗的电能：
W_加热=P_加热t=880W×10×60s=5.28×10⁵J；
（3）温控开关断开时，电路为R₂的简单电路，饮水机处于保温状态，
由P=可得，R₂的阻值：
R₂===1100Ω．
答：（1）将热水箱装满水后从20℃加热到90℃，水吸收的热量是5.88×10⁵J；
（2）饮水机在加热状态下正常工作10min，消耗的电能是5.28×10⁵J；
（3）R₂的阻值是1100Ω．
分析：（1）先根据m=ρV求出水的质量，又知道水的、初温和末温，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）由表格数据可知加热功率，根据W=Pt求出正常工作10min消耗的电能；
（3）由电路图可知，温控开关断开时，电路为R₂的简单电路，此时电路中的总电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温状态，根据P=求出R₂的阻值．
点评：本题考查了学生对吸热公式、电功率公式、电功公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，与生活实际相联系，属于中考常见题型．