Question

【題目】如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關S可根據(jù)水溫自動切換到加熱和保溫兩種狀態(tài)，R1、R2是發(fā)熱電阻，熱水器主要參數(shù)如下表。熱水器正常加熱35min，可使?jié)M箱水的溫度從25℃升高到55℃．求：

額定電壓	220V	容積	30L
加熱功率	2000W	保溫功率	800W

（1）熱水器處于保溫狀態(tài)時，電路中的電流；（結果保留一位小數(shù)）

（2）R1的阻值；

（3）在上述加熱任務中，水吸收的熱量；

（4）在上述加熱任務中，熱水器的加熱效率。

Answer 1

【答案】（1）3.6A；（2）24.2Ω；（3）3.78×106J；（4）90%。

【解析】

（1）根據(jù)P＝UI可得，保溫狀態(tài)時的電流：I保溫＝≈3.6A；

（2）開關S與a觸點連接時，電路為R1的簡單電路，此時電路的電阻最小，由可知，電路的總功率最大，處于加熱狀態(tài)，R1的阻值：R1＝＝24.2Ω；

（3）滿箱水中水的體積：V＝30L＝30dm3＝0.03m3，

水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，

則水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×30kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×106J；

（4）加熱狀態(tài)下，熱水器正常工作35min需消耗電能：W＝P加熱t′＝2000W×35×60s＝4.2×106J，

熱水器的加熱效率：η＝×100%＝×100%＝90%。

答：（1）熱水器處于保溫狀態(tài)時，電路中的電流為3.6A；

（2）R1的阻值24.2Ω；

（3）在上述加熱任務中，水吸收的熱量為3.78×106J；

（4）在上述加熱任務中，熱水器的加熱效率為90%。