Question

如圖所示為某型號電水壺的電路示意圖及銘牌，R與R₀產生的熱能均能被水吸收，保溫狀態水溫保持在80℃以上．回答下列問題：

貨號　 XXXXXX

型號　 XXXXXX

額定功率　加熱　1100W

保溫　40W

容量　　　0.5L

額定電壓　220V

頻率　　　50Hz

（1）保溫狀態下，開關S₀、S分別處于什么狀態？
（2）求電阻R₀和R的阻值．
（3）一滿壺80℃的水，自然冷卻到室溫（20℃），水釋放的熱量為多少？[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：（1）電水壺處于保溫狀態，根據P=可知，此時電路中的電阻最大，S₀斷開、S閉合，R和R₀串聯；
（2）電水壺處于加熱狀態，只有R工作，所以R的阻值：
R===44Ω；
電水壺處于保溫狀態，R和R₀串聯
R_串===1210Ω
∴R₀=R_串-R=1210Ω-44Ω=1166Ω；
（3）0.5升水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³=0.5kg，
水放出的熱量：
Q_放=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（80℃-20℃）
=1.26×10⁵J．
答：（1）保溫狀態下，開關S₀斷開、S閉合；
（2）電阻R₀和R的阻值分別為1166Ω、44Ω；
（3）一滿壺80℃的水，自然冷卻到室溫（20℃），水釋放的熱量為1.26×10⁵J．
分析：（1）根據P=分析，當電路中的電阻最大時，處于保溫狀態；
（2）分析電路圖，得出電熱壺處于保溫、加熱狀態時的電路組成，根據P=和串聯電路的電阻特點求R₀和R；
（3）知道水的體積，利用密度公式求水的質量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用放熱公式Q_放=cm△t求水放出的熱量．
點評：本題為電學和熱學的綜合計算題，考查了額定電壓、額定功率、密度的計算、熱量的計算、電功率的計算、串聯電路的電阻特點，要會分析電路圖、能從銘牌得出相關信息．