Question

老師辦公室有一臺飲水機，它的銘牌如表，工作電路如圖所示，S₀是溫控開關(guān)，可以自動控制飲水機的加熱或保溫狀態(tài)．[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]問：

熱水箱容量	2.0L
額定電壓	220V
加熱功率	880W

（1）將熱水箱裝滿水后從20℃加熱到90℃，水吸收的熱量是多少？
（2）飲水機在加熱狀態(tài)下正常工作10min，消耗的電能是多少？
（3）若在保溫狀態(tài)下，飲水機消耗的功率是44W，則R₂的阻值是多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)ρ=可得，熱水箱裝滿水后水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（90℃-20℃）=5.88×10⁵J；
（2）飲水機在加熱狀態(tài)下的功率為880W，則工作10min消耗的電能：
W_加熱=P_加熱t=880W×10×60s=5.28×10⁵J；
（3）溫控開關(guān)斷開時，電路為R₂的簡單電路，飲水機處于保溫狀態(tài)，
由P=可得，R₂的阻值：
R₂===1100Ω．
答：（1）將熱水箱裝滿水后從20℃加熱到90℃，水吸收的熱量是5.88×10⁵J；
（2）飲水機在加熱狀態(tài)下正常工作10min，消耗的電能是5.28×10⁵J；
（3）R₂的阻值是1100Ω．
分析：（1）先根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，又知道水的、初溫和末溫，根據(jù)公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，根據(jù)W=Pt求出正常工作10min消耗的電能；
（3）由電路圖可知，溫控開關(guān)斷開時，電路為R₂的簡單電路，此時電路中的總電阻最大，電功率最小，飲水機處于保溫狀態(tài)，根據(jù)P=求出R₂的阻值．
點評：本題考查了學(xué)生對吸熱公式、電功率公式、電功公式的掌握和運用，是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活實際相聯(lián)系，屬于中考常見題型．