Question

【題目】CFXB型熱水杯的原理圖如圖所示，它有加熱和保溫兩檔，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R0、R為電熱絲．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接加熱檔時(shí)，電路的功率為1000W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接保溫檔時(shí)，電路的總功率為44W，R0、R阻值恒定不變．

整壺水的質(zhì)量	2kg
額定電壓	220V
加熱時(shí)的總功率	1000W
保溫時(shí)的功率	44W

（1）在保溫檔正常工作時(shí)，電路中的電流是多少？
（2）電熱絲R0、R的阻值多大？
（3）在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下把一滿壺水從30℃燒開(kāi)需要14分鐘，求這個(gè)熱水壺的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏℃）

Answer 1

【答案】
（1）解：由表格數(shù)據(jù)可知，保溫時(shí)的功率為44W，

由P=UI可得保溫檔正常工作時(shí)，電路中的電流：

I保溫= = =0.2A

（2）解：由圖知S接2時(shí)只有R0接入電路，為加熱狀態(tài)，

由P= 可得R0的電阻：

R0= = =48.4Ω，

S接1時(shí)兩電阻串聯(lián)，為保溫狀態(tài)，

總電阻：R總=R0+R= = =1100Ω，

所以R=R總﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω

（3）解：水吸收的熱量：Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃﹣30℃）=5.88×105J；

熱水壺消耗的電能：W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J，

熱水壺的效率：η= ×100%= ×100%≈63.6%

【解析】（1）由表格數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計(jì)算在保溫檔正常工作時(shí)，電路中的電流；（2）由電路圖知S接1時(shí)兩電阻串聯(lián)，為保溫狀態(tài)；S接2時(shí)只有R0接入電路，為加熱狀態(tài)，根據(jù)電路特點(diǎn)和P= 計(jì)算兩電阻的阻值；（3）利用吸熱公式Q吸=cm△t來(lái)計(jì)算熱量；消耗的電能可利用公式W=Pt來(lái)計(jì)算，熱水壺的效率則是吸收的熱量與消耗的總電能的比．