Question

【题目】有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg℃）．求：

（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；

（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；

（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少．

Answer 1

【答案】（1）4.62×105J；（2）525s；（3）220W

【解析】

试题分析：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J；（2）由η=×100%可得，消耗的电能：W===5.775×105J，由P=可得，需要的加热时间：t′===525s；（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，热水器处于高档，此时电热丝R1的功率P1===880W，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热丝R2的功率P2=P高﹣P1=1100W﹣880W=220W；只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电热水器的电功率为220W。