Question

如圖所示為某電熱水器的原理示意圖，發熱體分別由R₁和R₂組成，通過通、斷開關可以使熱水器處于“加熱”或“保溫”狀態．斷開S₁、閉合S時，電熱水器處于    狀態．已知該熱水器的加熱功率為1000W，要把10kg水由18℃加熱到68℃，加熱時間為    s． ，發熱體放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

【答案】分析：（1）我明知道加熱功率大于保溫時的功率，根據公式P=可知，加熱時電路的總電阻較小，再根據串聯或并聯電路的電阻特點判斷出斷開S₁、閉合S時，電路中電阻的大小關系，從而可以判斷出電熱水器處于處于什么狀態．
（2）知道水的質量、比熱容和溫度變化，可利用公式Q_吸=cm（t-t）計算出水吸收的熱量，又知道發熱體放出的熱量全部被水吸收和熱水器的加熱功率，可利用公式t=計算出加熱時間．
解答：解：
（1）加熱和保溫屬于兩個過程，加熱時功率大，保溫時功率小．
根據P=可知，兩個過程的電源電壓相同，電阻越小，功率越大；
當閉合開關S₁和S時，R1和R2并聯接入電路，此時電路中的總電阻最小，功率最大，電熱水器處于加熱狀態；
斷開S₁、閉合S時，電路中只有R₂，電路中的總電阻變大，電壓不變，功率變小，加熱器處于保溫狀態．
（2）∵c_水=4.2×10³J/（kg?℃），m=10kg，t=68℃，t=18℃，
∴水吸收的熱量為：Q_吸=c_水m（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（68℃-18℃）=2.1×10⁶J；
又∵發熱體放出的熱量全部被水吸收，即W=Q_吸=2.1×10⁶J，
而P=1000W，
∴加熱時間為：t===2.1×10³s．
故答案為：保溫；2.1×10³．
點評：本題考查了學生利用熱量的計算公式Q_吸=cm（t-t）計算物體吸收的熱量、電功率公式和電功公式的靈活運用，分析當斷開S₁、閉合S時的電路連接方式，根據電功率公式判斷電熱水的狀態是本題的難點．