Question

【题目】自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算：[水的密度ρ水＝1×103 kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(1)如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20 ℃加热到90 ℃，需用多长时间？___________

(2)开关S1断开时，饮水机处于________(选填“加热”或“保温”)状态。

(3)电阻丝R1的阻值_________。

Answer 1

【答案】735s保温1161.6 Ω

【解析】

(1)设所需时间为t。

由ρ＝得，热胆内水的质量：m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg，

由题意得，ηW＝Q吸，

即ηPt＝c水m水(t2－t1)，

则t＝＝

＝735 s。

（2）当开关断开时，两电阻串联，由P=UI=U2/R知道，此时总电阻较大，电功率较小，为保温状态。

(3)当开关S1、S2闭合时，R1被短路，此时处于加热状态，由P＝UI＝得，R2＝＝＝48.4 Ω；

当开关S2闭合、S1断开时，饮水机处于保温状态，两电阻串联，R总＝＝＝1210 Ω；

则R1＝R总－R2＝1210 Ω－48.4 Ω＝1161.6 Ω。