Question

（8）分）如圖所示，是某種電熱飲水機(jī)的簡化電路示意圖。它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），閱讀該飲水機(jī)說明書可知：熱水箱容積2L，額定電壓220V，加熱時(shí)的功率400W，保溫時(shí)的功率40W。求：試問：

⑴飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)溫控開關(guān)S0應(yīng)處于______狀態(tài)(選填“閉合”或“斷開”)．
⑵R1和R2的電阻值各是多大？
⑶在用電高峰期，該飲水機(jī)的實(shí)際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，若將裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃，需要多長時(shí)間？（C水=4.2×10³J/（kg·m³），ρ水＝1.0×10³kg/m³，忽略溫度對電阻的影響）

Answer 1

(1)(1分)斷開  (2)(4分)R₁=121Ω  R₂=1089Ω  (3)(3分)2541s

試題分析：分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)及電功率公式分析答題．由電功率公式的變形公式求出電阻阻值．由電功率公式求出熱水器的實(shí)際功率，由熱量公式求出水所吸收的熱量，最后由功率公式的變形公式求出加熱時(shí)間．
（1）由電路圖可知，開關(guān)S₀斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路電阻較大，開關(guān)S₀閉合時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電阻R₂被短路，此時(shí)電路電阻較小，電源電壓U一定，由P=可知，電阻越大，電路功率越小，電阻越大，飲水機(jī)功率越大，因此當(dāng)開關(guān)S₀斷開時(shí)，電路定值較大，電功率較小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．
（2）∵P_加＝，∴電阻R₁=∵P_保=，∴電阻R_總==1210Ω，
保護(hù)電阻R₂=R_總-R₁=1210Ω-121Ω=1089Ω；
（3）設(shè)加熱時(shí)間為t，有P_峰t80%=Q_吸，即t80%＝c_水m_水△t_水，t80%＝c_水ρ_水V_水△t_水，
t==2541s；