Question

13．如圖甲為常用的電熱飲水機(jī)，圖乙是它的電路原理圖，其中S是溫控開(kāi)關(guān)，R₁是定值電阻，其阻值為990Ω，R₂是加熱電阻，其阻值為110Ω．當(dāng)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．求：

（1）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率．
（2）保溫狀態(tài)下電路中的電流．
（3）飲水機(jī)正常工作時(shí)，將1L水從20℃加熱到90℃．需要多少熱量[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S閉合時(shí)，只有R₂連入電路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算加熱功率；
（2）當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算保溫狀態(tài)下的電流；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算水的質(zhì)量，由Q=cm△t計(jì)算水吸熱．

解答 解：
（1）由圖示電路圖可知，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)只有R₂接入電路，所以飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{110Ω}$=440W；
（2）由圖示電路圖可知，保溫時(shí)兩電阻串聯(lián)，保溫狀態(tài)下電路電流：
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{990Ω+110Ω}$=0.2A；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量：
m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×10⁵J．
答：（1）飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率為440W；
（2）保溫狀態(tài)下電路中的電流為0.2A；
（3）水吸收的熱量是2.94×10⁵J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、功率以及熱量公式的應(yīng)用，熟練運(yùn)用公式、正確分析電路是關(guān)鍵．