Question

12．電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，銘牌及電路圖如圖所示．當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S₀閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱工作狀態(tài)；R₂的電阻值為1100Ω；熱水箱裝滿(mǎn)水時(shí)，水溫從20℃加熱到60℃，這一過(guò)程中水吸收的熱量是3.36×10⁵J．[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

熱水箱容量	2L
額定電壓	220V
加熱時(shí)的功率	484W
保溫時(shí)的功率	44W

Answer 1

分析 （1）分析溫控開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)前后電路電阻的變化，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析電路功率大小可知飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài)；
（2）已知保溫時(shí)的功率，且保溫時(shí)只有R₂接入，則由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得R₂的阻值；
（3）先根據(jù)水的密度變形公式求出水的質(zhì)量，再利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₀閉合時(shí)R₁與R₂并聯(lián)，因?yàn)殡娮柙讲⒃叫　⑿∮谌魏我粋�(gè)分電阻，
所以根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)電路中的電阻最小，電功率最大，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₀閉合時(shí)R₁與R₂并聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)后電路為R₂的簡(jiǎn)單電路；
因?yàn)殡娮柙讲⒃叫�、小于任何一個(gè)分電阻，所以根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，開(kāi)關(guān)S₀斷開(kāi)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；
當(dāng)S₀斷開(kāi)時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，所以P_保溫=44W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{44W}$=1100Ω；
（3）V=2L=2×10^-3m³，
因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，
所以熱水箱裝滿(mǎn)水時(shí)水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（60℃-20℃）
=3.36×10⁵J．
故答案為：加熱；1100；3.36×10⁵．

點(diǎn)評(píng) 本題為電功與熱量的綜合計(jì)算題，考查了熱量的計(jì)算、電能的計(jì)算、電功率公式的應(yīng)用，此類(lèi)問(wèn)題在近幾年考試中出現(xiàn)的次數(shù)較多，從銘牌中得出相關(guān)信息并利用好是本題的關(guān)鍵．