Question

6．如圖是某飲水機的電路原理圖，電源電壓為220V，R₂的電阻是4840Ω．當S₁、S₂ 都閉合時飲水機處于加熱狀態(tài)，總功率為550W；當只閉合S₂時飲水機處于保溫狀態(tài)．試問：
（1）當只閉合S₂時，R₂的功率為多少？
（2）當S₁、S₂ 都閉合時，飲水機電路中的總電流為多少？
（3）飲水機內裝有1kg初溫為20℃的水，若飲水機正常加熱6min，此時消耗電能的84%被水吸收，飲水機內水的溫度升高到多少？

Answer 1

分析 （1）當只閉合S₂時，電路為R₂的簡單電路，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂的功率；
（2）當S₁、S₂ 都閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)，根據P=UI求出飲水機電路中的總電流；
（3）根據W=Pt求出飲水機正常加熱6min消耗的電能，根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出水吸收的熱量，根據Q_吸=cm（t₂-t₁）求出飲水機內水升高到的溫度．

解答 解：（1）當只閉合S₂時，電路為R₂的簡單電路，
則R₂的功率：
P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{4840Ω}$=10W；
（2）當S₁、S₂ 都閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)，
由P=UI可得，飲水機電路中的總電流：
I=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，飲水機正常加熱6min消耗的電能：
W=P_加熱t=550W×6×60s=1.98×10⁵J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，水吸收的熱量：
Q_吸=ηW=84%×1.98×10⁵J=166320J，
由Q_吸=cm（t₂-t₁）可得，飲水機內水升高到的溫度：
t₂=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₁=$\frac{166320J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+20℃=59.6℃．
答：（1）當只閉合S₂時，R₂的功率為10W；
（2）當S₁、S₂ 都閉合時，飲水機電路中的總電流為2.5A；
（3）飲水機內水的溫度升高到59.6℃．

點評 本題考查了電功率公式、電功公式、效率公式、吸熱公式的綜合應用，要注意水溫升高到（末溫）和升高了（溫度變化量）的區(qū)別．