Question

【题目】如图是一台常用的电热饮水机的铭牌数据和电路原理图。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。

（1）求在加热状态下，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（水的比热容为4.2×103J／kg·℃）。求此加热过程中:①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。

（3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。

Answer 1

【答案】(1) 2A (2)4.2×103J/kg.°C×1.0×103kg/m3×(90°C-20°C)=

(3)

【解析】试题分析：（1）由表信息可知：饮水机正常工作时电路中的电流：

I===2A．

（2）热水箱中的水质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg

水吸收的热量：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J

电流做的功：W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J，

因为该电路是纯电阻电路，所以Q放=W

饮水机的加热效率：η=×100%=×100%≈79.5%．

（3）当S闭合时，饮水机处于加热状态

R2=U2/P加热=(220V)2/440W =110Ω

当S断开时，饮水机处于保温状态，P保温=U2/ R总=(220V)2/(R1+R2) =40W

所以R1=1100Ω．