(1)热水箱装满水时水的体积:
V=2L=2dm3=0.002m3,
由ρ=[m/V]可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.002m3=2kg;
(2)在加热状态下正常工作21min电阻丝放出的热量:
Q放=W=P加热t=500W×21×60s=6.3×105J,
由题意可知,水吸收的热量:
Q吸=Q放=6.3×105J,
由Q吸=cm△t可得,这些热量可使水升高的温度:
△t=
Q吸
cm=
6.3×105J
4.2×103J/(kg•℃)×2kg=75℃;
(3)开关S闭合时,电路为R1的简单电路,饮水机处于加热状态,
由P=
U2
R可得,R1的阻值:
R1=
U2
P加热=
(220V)2
500W=96.8Ω;
开关S断开时,两电阻丝串联,饮水机处于保温状态,则电路中的总电阻:
R=
U2
P保温=
(220V)2
50W=968Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2=R-R1=968Ω-96.8Ω=871.2Ω.
答:(1)热水箱装满水时,热水箱内水的质量是2kg;
(2)在加热状态下正常工作21min,电阻丝放出的热量是6.3×105J;这些热量可使水升高的温度是75
(3)电阻R1和R2的阻值各是96.8Ω、871.2Ω.