Question

14．某品牌電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖所所的電路原理圖（其中S₀為溫控開關(guān)），當(dāng)開關(guān)S₀斷開時，水箱中的水溫度高（選填“高”或“低”），飲水機處于保溫狀態(tài)．水箱中裝滿水后，閉合S，需要7min可使水從25℃升高到85℃．[ρ=1.0×10³ kg/m³，c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]

熱水箱容量	2I
額定電壓	220V
加熱時的功率	1200W
保溫時的功率	40W

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電源電壓不變，當(dāng)電路電阻變大時，電路消耗的電功率就小，就處于保溫狀態(tài)；當(dāng)電路電阻變小時，電路消耗的電功率就大，就處于加熱狀態(tài)．
（2）知道水箱的體積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度的變化，可利用公式Q_吸=Cm△t計算水吸收的熱量；又知道加熱時的功率，可利用時t=$\frac{W}{{P}_{加}}$計算出加熱時間．

解答 解：
（1）當(dāng)S閉合，S₀斷開時，電路中只有電阻R₂，電阻相對較大，電功率較小，處于保溫狀態(tài)，當(dāng)兩開關(guān)都閉合時，兩電阻并聯(lián)，此時電路電阻最小，電功率最大，處于加熱狀態(tài)；
（2）因為ρ=1×10³kg/m³，V=2L=2×10^-3m³，
所以一箱水的質(zhì)量為：m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
又因為c=4.2×10³J/（kg•℃），△t=t-t₀=85℃-25℃=60℃，
所以水吸收的熱量為：Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×60℃=5.04×10⁵J；
而P_加=1200W，
加熱時間為：t=$\frac{W}{{P}_{加}}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1200W}$=420s=7min．
故答案為：高；保溫；7．

點評 本題考查質(zhì)量、吸收熱量、時間等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是開關(guān)斷開與閉合時電路的情況，要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．在計算過程中要特別注意單位的換算．