Question

【题目】CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。

整壶水的质量	2kg
额定电压	220V
加热时的总功率	1000W
保温时的功率	44W

（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？

（2）电热丝R0、R的阻值多大？

（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/(㎏·℃)

Answer 1

【答案】（1）0.2A （2）1051.6Ω （3）70%

【解析】试题分析：（1）根据题意，在保温档正常工作时，电路中的电流I=P/U=44W/220V=0.2A

(2)S接2时热水杯为加热状态，此时功率1000W

电热丝R0的阻值是：R0=U2/P=(220V)2/1000W=48.4Ω

S接1时热水杯为保温状态，此时功率500W，电路的总电阻是：R总=U总2/P总=(220V)2/44W=1100Ω

电热丝R的阻值：R= R总- R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω

(3)烧开整壶水吸收的热量：Q=cmΔt=4.2×103J/(㎏·℃)×2kg×(100℃-30℃)=5.88×105J

消耗的电能：W=Pt=1000W×14min×60s=8.4×105J

热水壶的效率是：η=Q/W=(5.88×105J )/(8.4×105J) =70%