Question

【题目】如图所示是小欣家的电热饮水机，如表及图示是该电热饮水机说明书的一些数据额电路原理图，该饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S控制）．

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热时的功率	400W
保温时的功率	40W

（1）你认为该电热饮水机应该选用两孔插座还是三孔插座，为什么？

（2）R2的阻值．

（3）若正常工作时，该电热饮水机加热的效率为90%，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？

Answer 1

【答案】（1）应该选用三孔插座，为了防止电热饮水机的金属外壳因漏电而发生触电事故；

（2）R2的阻值为1210Ω；

（3）将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要1750s．

【解析】试题分析：（1）电热饮水机为金属外壳，金属外壳的用电器，使用时为防止因漏电而使人触电，必须接地，据此选择；

（2）当两开关都闭合时，两电阻并联；当开关S闭合，开关S0断开时，只有R2连入电路；分析电路电阻的变化，根据P=分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态，饮水机保温时电路为R2的简单电路，根据R=求出电阻R2的阻值；

（3）根据m=ρV求出水箱中水的质量，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据t=求出所需的加热时间．

解：（1）应该选用三孔插座，为了防止电热饮水机的金属外壳因漏电而发生触电事故；

（2）由图可知，当开关S闭合、开关S0断开时，只有R2工作，

由电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，电路的电阻最大，饮水机的功率最小，处于保温状态，

由P=可得，电阻R2的阻值：

R2===1210Ω；

（3）一满热水箱中水的体积：

V=2L=2dm3=2×10﹣3m3，

由ρ=可得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，

水所需吸收热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（95℃﹣20℃）=6.3×105J，

由η=×100%可得，消耗的电能：

W===7×105J，

由P=可得，需要的加热时间：

t′===1750s．

答：（1）应该选用三孔插座，为了防止电热饮水机的金属外壳因漏电而发生触电事故；

（2）R2的阻值为1210Ω；

（3）将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要1750s．