Question

【题目】无内胆饮水机的原理如图所示，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．已知该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．（已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg℃），取g=10N/kg）．问：

（1）当饮水机出温水的时候“温、开水选择开关”的状态是什么样的？饮水机电热丝R0的电阻是多少？

（2）现在需要100℃的开水600g，已知水的初温是20℃，如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？

（3）和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是什么？（写出一条）

Answer 1

【答案】（1）当饮水机出温水的时候“温、开水选择开关”的状态是断开的；

饮水机电热丝R0的电阻是22Ω；

（2）烧开这些水需要115s时间；

（3）和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是热量损失少，更加节能

【解析】试题分析：（1）饮水机所处的状态根据开关S接通或断开时连入的电阻即可判断．当开关接通时，只有电阻R0接入电路，当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，由电功率的公式P=可判断饮水机处于什么状态；

知道饮水机的加热功率，可利用公式R=计算出电热丝R0的阻值．

（2）先根据密度的变形公式求出水的质量，然后根据Q吸=cm△t即可求出水吸收的热量；

根据η=求出消耗的电能，然后根据W=Pt求出烧开开水需要的时间．

（3）从热量的损失和节能的角度分析．

解：

（1）当“温、开水选择开关”闭合时，只有电阻R0接入电路；由P=可知，此时饮水机处于加热状态；

当“温、开水选择开关”断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态；

根据题意可知，P加=2200W，

饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，由P=可知，R0===22Ω；

（2）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.6kg×（100℃﹣20℃）=2.016×105J；

由η=可得：

W===2.52×105J；

由W=Pt可知：

t==≈115s．

（3）和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是热量损失少，更加节能；

答：（1）当饮水机出温水的时候“温、开水选择开关”的状态是断开的；

饮水机电热丝R0的电阻是22Ω；

（2）烧开这些水需要115s时间；

（3）和传统的有内胆的饮水机相比，这种无内胆饮水机的优点是热量损失少，更加节能．