Question

如图是鹏程同学家中电热水壶的电路图，有加热和保温两种工作状态.该电热水壶铭牌参数如表格所示.
  
（1）当S闭合，S₁断开时，饮水机处于______（加热/保温）状态；
（2）保温时电路中的电流；
（3）将满满一壶水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量？不考虑热量损失，则需要加热多长时间？ [c_水=4.2×10³J/（kg·℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]
（4）若（3）中水吸收的热量由燃烧热值为4×10⁷J/kg的天然气完全燃烧来提供，不考虑热量损失，则需要燃烧多少kg的天然气？

Answer 1

（1）保温 （2）0.2A （3）2.52×10⁵J  252s （4）6.3×10^-3kg

试题分析：（1）当S闭合，S₁断开时，只有电阻R₁接入电路，R₁大于R₁与R₂并联时的电阻，故电路中电流较小，由P=UI知电功率较小，为保温状态；（2）由电热水壶铭牌参数可见，保温功率P=44W，U=220V,保温时电路中的电流（3）读题可知：t₀=20℃,t₁=80℃, c_水=4.2×10³J/（kg·℃,ρ_水=1.0×10³kg/m³,水壶容量为V=1L=1×10^-3m³,加热功率P=1000W,所以m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³
=1kg，需要吸收热量Q_吸= c_水m（t₁- t₀）=4.2×10³J/（kg·℃×1kg（80℃-20℃）=2.52×10⁵J,不考虑热量损失时，Q_吸=W=Pt，(4)由Q=mq得：_吸= c_水m（t₁- t₀）应用，公式m=ρV应用，公式W=Pt应用，公式Q=mq变式应用。