分析 (1)根據(jù)Q=cm△t可求得水需要吸收多少熱量;
(2)由電路圖可知,開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電路為R0的簡(jiǎn)單電路,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,飲水機(jī)的功率最大,處于開(kāi)水工作狀態(tài),根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R0的電阻;
(3)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),R1與R0串聯(lián),飲水機(jī)處于溫水狀態(tài),根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可求得R1的阻值;
根據(jù)Q=I2Rt可求得出溫水時(shí)1min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量.
解答 解:(1)水需要吸收熱量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J,
(2)由電路圖可知,開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電路為R0的簡(jiǎn)單電路,飲水機(jī)處于開(kāi)水加熱狀態(tài),
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,R0的電阻:
R0=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{熱}}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{2200W}$=22Ω;
(3)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),R1與R0串聯(lián),飲水機(jī)處于溫水工作狀態(tài),
I=$\frac{U}{R}$可得,I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$,
即5A=$\frac{220V}{22Ω+{R}_{1}}$,
解得R1=22Ω,
1min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量Q=I2R1t=(5A)2×22Ω×60s=33000J.
答:(1)現(xiàn)在需要100℃的開(kāi)水0.5kg,已知水的初溫是20℃,水需要吸收1.68×105J熱量;
(2)R0的阻值是22Ω;
(3)飲水機(jī)正常工作,出溫水時(shí)1min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量是33000J.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式和電熱公式的應(yīng)用,分清飲水機(jī)處于溫水和熱水狀態(tài)時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵.
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