Question

小紅家里有一臺飲水機，它銘牌上標出的有關數據如下表，工作電路如圖所示，S是溫控開關．當開關S閉合、S斷開時，飲水機處于保溫狀態；當開關S、S都閉合時，飲水機處于加熱狀態．問：

熱水箱容量	1.0L
額定電壓	220V
加熱功率	450W

（1）將1kg的水從23℃加熱到93℃，水吸收的熱量是多少？
（2）飲水機在加熱狀態下正常工作2min，消耗的電能是多少？〔C_水=4.2×10³J/〕
（3）當飲水機在保溫狀態下正常工作時，通過R₂的電流為0.2A，此時飲水機消耗的功率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）知道飲水機在加熱狀態下正常工作，實際功率等于加熱功率，利用W=Pt求消耗的電能；
（3）當開關S閉合、S斷開時，飲水機處于保溫狀態，此電路為R₂的簡單電路，知道電路中的電流，利用P=UI求此時飲水機消耗的功率．
解答：解：
（1）Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（93℃-23℃）=2.94×10⁵J；
（2）∵飲水機在加熱狀態下正常工作，
∴P=450W，
消耗的電能：
W=Pt=450W×2×60s=5.4×10⁴J；
（3）當開關S閉合、S斷開時，飲水機處于保溫狀態，此電路為R₂的簡單電路，
此時飲水機消耗的功率：
P=UI=220V×0.2A=44W．
答：（1）將1kg的水從23℃加熱到93℃，水吸收的熱量是2.94×10⁵J；
（2）飲水機在加熱狀態下正常工作2min，消耗的電能是5.4×10⁴J；
（3）當飲水機在保溫狀態下正常工作時，通過R₂的電流為0.2A，此時飲水機消耗的功率是44W．
點評：本題為電學和熱學的綜合計算題，考查了學生對熱量公式、電功率公式的掌握和運用，涉及到電路動態分析、從銘牌搜集有用信息，屬于難題．