Question

【題目】如圖甲是火車上使用的電開水器，內部水箱為圓柱體，其銘牌部分數據如表，圖乙是其電路原理圖（R1、R2都是加熱電阻）。當水箱裝滿20℃的水后連續(xù)正常加熱70min，水的溫度升高80℃。[（c水=4.2×l03J/（kg.℃）,g=10N/kg]

請根據以上信息，觶決下列問題：

問題一：裝滿水后，水對水箱底的壓強是多少？

問題二：加熱過程中水吸收的熱量是多少？

問題三：此加熱過程電開水器的加熱效率是多少？

問題四：R2的阻值是多少？

Answer 1

【答案】見解析所示

【解析】（1）裝滿水后，水箱內水的深度h＝＝0.5m,水對水箱底的壓強p＝kg/m310N/kg0.5m＝5000Pa. （2）由ρ＝可知，水的質量：m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10-3m3＝50kg；水吸收的熱量：Q吸＝c水m水(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×50kg×(80℃-20℃)＝1.26×107J；（3）電開水器消耗的電能：W＝Pt＝5000W×70×60s＝2.1×107J；電開水器的熱效率：η＝×100%＝×100%＝60%；（4）開關S接a時，只有電熱絲R1接入電路，此時電開水器處于加熱狀態(tài)，其加熱功率為P1＝5000W；根據P＝可知，R1＝＝9.68；開關S接b時，電熱絲R1和R2串聯(lián)接入電路，此時電開水器處于保溫狀態(tài)，其保溫功率為P2＝1000W；根據P＝可知，R＝ ＝48.4；R2的阻值：R2＝RR1＝48.49.68＝38.72。