Question

一位同學(xué)對家里飲水機(jī)的工作情況進(jìn)行了調(diào)查：飲水機(jī)加滿水通電后有加熱和保溫兩種交替工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S自動控制)；從該機(jī)說明書上收集到如下數(shù)據(jù)：加熱器額定電壓為220V，額定功率為500W；機(jī)內(nèi)盛水容器的容積為5dm³。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：正常加熱時，在不從飲水機(jī)取水的情況下，水溫由85℃開始再次加熱，經(jīng)過8min水溫升到95℃時停止加熱，該機(jī)簡化電路如圖19所示。
（1）請分析說明：溫控開關(guān)S斷開時，飲水機(jī)是處于加熱還是保溫狀態(tài)?
（2）正常加熱時，求加熱器電阻R₂的阻值及通過的電流。
（3）在8min的加熱過程中消耗電能為多少?機(jī)內(nèi)容器中水的內(nèi)能增加了多少?并簡要說明它們不同的原因。[C_水=4．2×10³J／(kg·℃)]

Answer 1

解：(1)S閉合時，R₁被短路，R₂兩端的電壓等于220V，S斷開時，R₁與R₁串聯(lián)，R₁兩端的電壓小于220V，根據(jù)P=可知，S斷開時R₂的功率較小，因而為保溫狀態(tài)。……………………………………………………………（2分）
（2）R₂===96．8Ω…………………………………………(1分)
I==≈2．3A………………………………………………(1分)
（3）W=Pt=500W×8×60s=2．4×10⁵J…………………………………(1分)
Q=cm(t-t₀)=4.2×10³J/kg·℃×5kg×(95-85) ℃=2．1×10⁵J (2分)
Q＜W,是因?yàn)樵诩訜岬倪^程中有能量的損失，即電流產(chǎn)生的熱量沒有全部被水吸收。…

解析