Question

【题目】如图所示，是一台家庭常用的电热饮水机，甲表是它的铭牌数据，图乙是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻．当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态．

水桶容量	20L
热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热功率	440W
甲 保温功率	40W

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，需用时14min．则饮水机的加热效率是多少？[C水=4.2×103J/（kg℃）]
（3）电阻R1的阻值是多少Ω？（保温功率是指整个电路消耗的功率）

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI可得，饮水机正常工作时电路中的电流：

I加= = =2A

（2）解：由ρ= 可得，

m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（90℃﹣20℃）=2.94×105J；

W电=P加t=440W×14×60s=3.696×105J

η= ×100%= ×100%=79.5%

（3）解：当S闭合时，电路为R2的简单电路，饮水机处于加热状态，

由P= 可得，R2的阻值：

R2= = =110Ω，

当S断开时，R1与R2串联，饮水机处于保温状态，

电路中的总电阻：

R= = =1210Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电阻R1的阻值：

R1=R﹣R2=1210Ω﹣110Ω=1100Ω

【解析】（1）饮水机正常工作时，加热功率和额定功率相等，根据P=UI求出电路中的电流；（2）①热水箱中水的体积和容积相等，根据密度公式求出水的质量，利用Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；②根据W=Pt求出饮水机消耗的电能；③根据η= ×100%求出饮水机的加热效率；（3）当S闭合时，电路为R2的简单电路，饮水机处于加热状态，根据P= 求出R2的阻值；当S断开时，R1与R2串联，饮水机处于保温状态，根据P= 求出总电阻，根据电阻的串联求出R1的阻值．