Question

電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態（由機內溫控開關S自動控制），從說明書上收集到如下數據及圖所示的電路原理圖

熱水箱容量	額定電壓	加熱時的功率	保溫時的功率
2kg	220V	400W	40W

（1）求電阻絲R₂的阻值．
（2）求電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流
（3）在無人取水的情況下，飲水機重新加熱到98℃一次的時間5min，加熱一次消耗的電能是多少？重新加熱前的水溫t是多少？[不計能量損失，C_水=4.2×10³J/]．

Answer 1

【答案】分析：（1）當S斷開時，飲水機處于保溫狀態，已知電源電壓和保溫功率，利用P=變形即可解得R₂的阻值；
（2）已知電壓和加熱功率，利用P=UI變形計算電流；
（3）①已知加熱功率和工作時間，利用W=Pt計算消耗的電能；
②已知吸收的熱量等于消耗的電能，又知末溫和質量，利用Q=cm（t_末-t_初）變形計算加熱前的水溫．
解答：解：（1）分析題意可知，當S斷開時，飲水機處于保溫狀態．由公式P=得：
R₂===1210Ω；
（2）根據P=UI得，
此時通過飲水機的電流是：I_加===1.8A；
（3）①加熱一次消耗的電能為：W=Pt=400W×300s=1.2×10⁵J；
②∵W=Q，Q=cm（t_末-t_初）
∴t_初=t_末-=98℃-=83.7℃．
答：（1）電阻絲R₂的阻值為1210Ω；
（2）電熱飲水機在加熱狀態下的工作電流為1.8A；
（3）在無人取水的情況下，飲水機重新加熱到98℃一次的時間5min，加熱一次消耗的電能是1.2×10⁵J，重新加熱前的水溫t是83.7℃．
點評：本題考查學生對實際用電器電功率的分析以及運用熱量公式計算相關物理量的能力，在計算過程中要注意單位的統一．