Question

學校為了解決同學們的飲水問題，新購置了一批臺式飲水機，其銘牌如下表所示．如圖是飲水機的簡化電路圖，其中S是用感溫材料制造的溫控開關，R₁是電阻，R₂是供加熱的電阻絲．
（1）請分析當S接通時，飲水機是處于加熱狀態還是處于保溫狀態？
（2）在加熱狀態下，飲水機正常工作時電路中的電流是多大？
（3）正常工作時，該飲水機將熱水罐中0.6kg、l8℃的水加熱到93℃需用時6min．根據這些數據及題目中的信息，計算該飲水機加熱狀態時的效率．

額定功率	50Hz	環境溫度	10℃～38℃
加熱功率	550W	環境濕度	≤90%
額定電壓	220V	制熱水能力	≥90℃5L/h

Answer 1

分析：本題目第一問，當開關接通時，只有電阻R₂接入電路，由電功率的大小P=

U2

R

，得，此時電功率較大，處于加熱狀態．而要求此時工作電流，則利用題目中數據代入公式I=

P

U

，便可算出結果．最后一問先將加熱水需要的內能利用內能公式求出，然后利用電功公式求出電功，最后求出效率便可．

解答：解：（1）加熱狀態 由公式P=

U2

R

，得，當開關閉合時，只有R₂接入電路，所以P1=

U2

R2

，
而當開關斷開時，P2=

U2

R1+R2

，P₁＞P₂，所以處于保溫狀態；
（2）由P=UI，得I=

P

U

，I=

550W

220V

=2.5A
（3）由Q=cm△t，得，
Q=cm△t=4.2×10³J/kg?℃×0.6kg×（93-18）℃=1.89×10⁵J；
W=Pt=550w×6×60s=1.98×10⁵J；
η=

Q

W

×100%=

1.89×105J

1.98×105J

×100%≈95.45%；
答：（1）當S接通時，飲水機是處于保溫狀態；
（2）加熱狀態下，飲水機正常工作時電路中的電流是2.5A；
（3）該飲水機加熱狀態時的效率95.45%．

點評：這道題目綜合性比較強，將以前所學的內能知識與電功的計算公式結合起來，考查學生對相關知識點的應用能力．