Question

【題目】如圖所示是小欣家的電熱飲水機(jī)，如表及圖示是該電熱飲水機(jī)說明書的一些數(shù)據(jù)額電路原理圖，該飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān)S控制）．

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

（1）你認(rèn)為該電熱飲水機(jī)應(yīng)該選用兩孔插座還是三孔插座，為什么？

（2）R2的阻值．

（3）若正常工作時(shí)，該電熱飲水機(jī)加熱的效率為90%，將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要多長時(shí)間？

Answer 1

【答案】（1）應(yīng)該選用三孔插座，為了防止電熱飲水機(jī)的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；

（2）R2的阻值為1210Ω；

（3）將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要1750s．

【解析】試題分析：（1）電熱飲水機(jī)為金屬外殼，金屬外殼的用電器，使用時(shí)為防止因漏電而使人觸電，必須接地，據(jù)此選擇；

（2）當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)；當(dāng)開關(guān)S閉合，開關(guān)S0斷開時(shí)，只有R2連入電路；分析電路電阻的變化，根據(jù)P=分析電路功率大小可知飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài)，飲水機(jī)保溫時(shí)電路為R2的簡單電路，根據(jù)R=求出電阻R2的阻值；

（3）根據(jù)m=ρV求出水箱中水的質(zhì)量，根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據(jù)t=求出所需的加熱時(shí)間．

解：（1）應(yīng)該選用三孔插座，為了防止電熱飲水機(jī)的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；

（2）由圖可知，當(dāng)開關(guān)S閉合、開關(guān)S0斷開時(shí)，只有R2工作，

由電阻越并越小、小于任何一個(gè)分電阻可知，電路的電阻最大，飲水機(jī)的功率最小，處于保溫狀態(tài)，

由P=可得，電阻R2的阻值：

R2===1210Ω；

（3）一滿熱水箱中水的體積：

V=2L=2dm3=2×10﹣3m3，

由ρ=可得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，

水所需吸收熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（95℃﹣20℃）=6.3×105J，

由η=×100%可得，消耗的電能：

W===7×105J，

由P=可得，需要的加熱時(shí)間：

t′===1750s．

答：（1）應(yīng)該選用三孔插座，為了防止電熱飲水機(jī)的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；

（2）R2的阻值為1210Ω；

（3）將滿熱水箱的水從20℃加熱到95℃需要1750s．