Question

【题目】如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2×103J/（kg℃）]

额定电压	220V
加热功率	2000W
容积	30L
保温功率	800W

（1）R2的阻值为多大；

（2）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量；

（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少。

Answer 1

【答案】（1）36.3Ω；（2）3.78×106J；（3）4.2×106J， 90%。

【解析】

（1）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻值较小，根据可知，此时电功率较大，电热水器处于加热状态，由可知，R1的阻值：，当开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，总电阻较大，电功率较小，电热水器处于保温状态，则保温功率：，即：800W＝，

解得R2＝36.3Ω；

（2）已知电热水器的容积V＝30L＝30dm3＝0.03m3，

由可知，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，

水吸收的热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×30kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×106J；

（3）由可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：

W＝P加热t＝2000W×35×60s＝4.2×106J。

加热效率：。

答：（1）R2的阻值为36.3Ω；

（2）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收3.78×106J的热量；

（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗4.2×106J电能，加热效率是90%。