Question

如圖所示是家庭、賓館常用的電熱水壺及其電路原理圖．電熱水壺最多能裝1L的水，有加熱和保溫兩個檔，定值電阻R₁的阻值為2156Ω，電熱絲R₂的阻值為44Ω．

（1）開關(guān)S₁S₂分別處于什么狀態(tài)時，電熱水壺處于加熱狀態(tài)？此時電熱水壺的電功率是多少？

（2）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將一壺30℃的水燒開需要5分鐘．則燒開這壺水消耗的電能是多少？在這次燒水中，電能轉(zhuǎn)化為熱的效率是多少？

Answer 1

 （1）當(dāng)開關(guān)S₁

S₂都閉合時，只有R₁工作，電路電阻最小，功率最大，

所以此時電熱水壺處于加熱狀態(tài)；

此時電熱水壺的電功率為P_加熱===1100W．

（2）燒開這壺水消耗的電能為W=Pt=1100W×300S=3.3×10⁵J，

水的質(zhì)量為m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^﹣3m³=1kg，

吸收的熱量為Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣30℃）=2.94×10⁵J

電能轉(zhuǎn)化為熱的效率為η==≈89%．

答：（1）S₁S₂都閉合時電熱水壺處于加熱狀態(tài)；電熱水壺的加熱功率為1100W；

（2）燒開這壺水消耗的電能為3.3×10⁵J；電能轉(zhuǎn)化為熱的效率約為89%．