Question

（2012?蒙城縣模擬）電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S₀自動(dòng)控制），從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的電路原理圖

熱水箱容量	額定電壓	加熱時(shí)的功率	保溫時(shí)的功率
2kg	220V	400W	40W

（1）求電阻絲R₂的阻值．
（2）求電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流
（3）在無人取水的情況下，飲水機(jī)重新加熱到98℃一次的時(shí)間5min，加熱一次消耗的電能是多少？重新加熱前的水溫t是多少？[不計(jì)能量損失，C_水=4.2×10³J/（kg?°C）]．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)S₀斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，已知電源電壓和保溫功率，利用P=

U2

R

變形即可解得R₂的阻值；
（2）已知電壓和加熱功率，利用P=UI變形計(jì)算電流；
（3）①已知加熱功率和工作時(shí)間，利用W=Pt計(jì)算消耗的電能；
②已知吸收的熱量等于消耗的電能，又知末溫和質(zhì)量，利用Q=cm（t_末-t_初）變形計(jì)算加熱前的水溫．

解答：解：（1）分析題意可知，當(dāng)S₀斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．由公式P=

U2

R

得：
R₂=

U2

P保

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
（2）根據(jù)P=UI得，
此時(shí)通過飲水機(jī)的電流是：I_加=

P加

U

=

400W

220V

=1.8A；
（3）①加熱一次消耗的電能為：W=Pt=400W×300s=1.2×10⁵J；
②∵W=Q，Q=cm（t_末-t_初）
∴t_初=t_末-

Q

cm

=98℃-

1.2×105J

4.2×103J/(kg?°C)×2kg

=83.7℃．
答：（1）電阻絲R₂的阻值為1210Ω；
（2）電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流為1.8A；
（3）在無人取水的情況下，飲水機(jī)重新加熱到98℃一次的時(shí)間5min，加熱一次消耗的電能是1.2×10⁵J，重新加熱前的水溫t是83.7℃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)際用電器電功率的分析以及運(yùn)用熱量公式計(jì)算相關(guān)物理量的能力，在計(jì)算過程中要注意單位的統(tǒng)一．