Question

【題目】（10分）如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖，溫控開關S可根據水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態，R1、R0是發熱電阻，熱水器主要參數如下表．[水的比熱容為4.2×103J/(kg．℃)]

（1）開關S跳至 觸點位置時，熱水器進入保溫狀態水箱內裝滿水時，水的質量為 kg．

（2）R2的阻值為多大？

（3）水箱中裝滿初溫為25℃的水，加熱使溫度升高到55℃，水需要吸收多少熱量？

（4）在上述加熱狀態下，熱水器正常工作35min需消耗多少電能？加熱效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）b；30；（2）36.3Ω

【解析】

試題分析： （1）開關S跳至b觸點位置時，熱水器進入保溫狀態，兩電阻正常工作；

∵ρ=m/V，∴一箱水的質量：m=ρv=1×103kg/m3 ×30×10-3 m3 =30kg

（2）當S撥至a時，電路電阻小，功率大，由表中數據可知，此時功率P1 =2000W，

∵P=U2/R1，∴R1 的電阻：R1 =U2/P加熱=220V2/2000W=24.2Ω，

當S撥至2時，電路功率P2=800W，

∵P=U2/R，∴電路的總電阻：R=U2/P保溫=(220V)2/800W=60.5Ω

R2 的電阻：R2 =R-R1 =60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω；

（3）水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×103 J/kg℃×30 kg×30℃=3.78×106 J

（4）消耗的電能W=Pt=2000W×35×60s=4.2×106J

加熱效率η=Q/W=3.78×106 J/4.2×106J=90%