Question

【題目】直飲機的電路圖如圖所示，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經過出水管時被加熱，通過改變“溫、開水選擇開關”的狀態（“斷開”或“閉合”），可以選擇出溫水或開水。該直飲機的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1100W。（水的比熱容c=J/（kg·℃），水的密度ρ=kg/m3）

（1）溫、開水選擇開關處于__________狀態時飲水機處于加熱狀態；溫、開水選擇開關處于__________狀態時飲水機處于保溫狀態；

（2）飲水機正常工作，出開水時電熱絲中的電流是多少_________?電熱絲R0的電阻是多少_________？

（3）現在需要100℃的開水500ml，已知水的初溫是20℃，水需要吸收多少熱量_________?如果電能轉化為水的內能的效率是80%，飲水機正常工作時，燒開這些水需要多少時間_________？（保留一位小數）

Answer 1

【答案】閉合 斷開 10A 22Ω 95.5s

【解析】

(1)[1][2]當“溫、開水選擇開關”閉合時，只有電阻R0接入電路；由可知，此時飲水機處于加熱狀態；當“溫、開水選擇開關”斷開時，電阻R1和R0串聯接入電路，此時飲水機處于保溫狀態。

(2)直飲機的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，出開水時電熱絲中的電流

即出開水時電熱絲中的電流是10A。

飲水機處于加熱狀態時，只有電阻R0接入電路，R0的電阻：由可得

(3)由可得，水的質量

水吸收的熱量

電能轉化為水的內能的效率是80%，所以消耗的電能

已知飲水機正常工作時的功率是2200W；由可得，燒開這些水需要的時間

答：(1)溫、開水選擇開關處于閉合狀態時飲水機處于加熱狀態；溫、開水選擇開關處于斷開狀態時飲水機處于保溫狀態。

(2)飲水機正常工作，出開水時電熱絲R0的電阻是22Ω。

(3)水需要吸收的熱量為1.68×105J；如果電能轉化為水的內能的效率是80%，飲水機正常工作時，燒開這些水需要的時間為95.5s。