Question

下圖的是一種WSH-50型號家用飲水機及銘牌，右下圖是飲水機的電路圖．
（1）在下列空格中填寫“亮”或“不亮”當溫控開關1、2都閉合時，加熱管正常工作，紅燈______，綠燈______；當水沸騰后，溫控開關1.2都斷開，加熱管不工作，此時紅燈滅綠燈亮，則兩燈電阻應滿足的關系是______．
（2）現將質量為0.5kg，初溫20℃的水在標準大氣壓下燒開需用時6min，水的內能增加量是______． 
（3）飲水機正常工作6min消耗的電能是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）飲水機的原理：分析電路圖，飲水機水沸騰前，開關1和2同時閉合，紅燈亮、綠燈因短路滅、加熱管正常工作；
水沸騰后，開關1和2同時斷開，此時紅、綠指示燈串聯，由于綠燈電阻遠大于紅燈電阻，紅燈功率太小不亮、綠燈亮、加熱管不工作；
（2）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫（在標準大氣壓下水的沸點為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量（水的內能增加量）；
（3）由圖可知飲水機的額定功率，因為飲水機正常工作，飲水機的實際功率等于額定功率，再利用W=Pt求飲水機正常工作6min消耗的電能．
解答：解：（1）當溫控開關1、2都閉合時，加熱管正常工作，紅燈亮，綠燈因被短路不亮；
當水沸騰后，溫控開關1、2都斷開，加熱管不工作，這時紅燈與綠燈串聯，且紅燈滅綠燈亮，根據串聯電路的電壓特點可知：紅燈不亮，則電功率太小，即分壓太小，而綠燈能達到發光狀態，則功率大，分壓很大；這應是在綠燈電阻遠大于紅燈電阻的條件下．
（2）水的內能增加量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（3）∵飲水機正常工作，
∴P=P_額=0.5kW=500W，
∴飲水機正常工作6min消耗的電能：
W=Pt=500W×6×60s=1.8×10⁵J．
故答案為：（1）亮，不亮，綠燈電阻遠大于紅燈電阻；（2）1.68×10⁵J；（3）1.8×10⁵J．
點評：本題考查了熱量的計算、電功的計算，涉及到飲水機的原理、對電路圖的分析，與生活聯系緊密，考查利用物理知識來解決生活中的能力，有難度．