Question

【題目】某學校教學樓有一額定電壓為220V 電熱水器，它的工作電路如圖所示，已知電阻R2=217.8Ω，電源電壓保持220V不變，當S1、S2均閉合時，電熱水器處于加熱狀態，消耗的功率為2kW．只閉合S1 ， 電熱水器處于保溫狀態．求：
（1）電阻R1的阻值；
（2）電熱水器處于保溫狀態消耗的功率；
（3）電熱水器處于加熱狀態時，將5kg水從18℃加熱到98℃所需的時間[不計熱損失，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）解：當S1、S2均閉合時，電路中只有R1工作，電熱水器處于加熱狀態，

由P=UI= 可得電阻R1的阻值：

R1= = =24.2Ω；

答：電阻R1的阻值為24.2Ω；

（2）解：當S1閉合、S2斷開時，R1與R2串聯，電熱水器處于保溫狀態，

電熱水器處于保溫狀態消耗的功率：

P保溫= = =200W；

答：電熱水器處于保溫狀態消耗的功率為200W；

（3）解：5kg水從18℃加熱到98℃所需的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×5kg×（98℃﹣18℃）=1.68×106J．

不計熱損失，則電熱水器消耗的電能：W=Q吸=1.68×106J．

由W=Pt可得所需的時間：

t= = =840s．

答：電熱水器處于加熱狀態時，將5kg水從18℃加熱到98℃所需的時間為840s．

【解析】（1）當S1、S2均閉合時，電路中只有R1工作，由P=UI= 解題；（2）分析電路，當S1閉合S2斷開時，R1與R2串聯，此時電路消耗的電功率最小，即處于保溫狀態，由P=UI= 解題；（3）根據W=Pt求出電熱水器消耗的電能，不計熱損失，由Q吸=cm△t求解．