Question

电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如表的参数和如图所示的电路原理图．求：

Answer 1

解题思路：（1）当S闭合、S₀断开时，只有电阻R₂接入电路，热水器功率小于开关S₀闭合时两电阻并联时的功率，因此开关S₀断开时饮水机处于保温状态；

（2）饮水机处于加热与保温时的功率，由功率的变形公式R=

U

2

P

求出电阻R₁、R₂的阻值；

（3）先根据m=ρV求出水箱内水的质量，根据Q=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Pt求出电流做的功，利用η=

Q

吸

W

×100%求出该电热饮水机的加热效率．

（1）温控开关S₀断开时，只有电阻R₂接入电路，热水器功率小于开关S₀闭合时两电阻并联时的功率，因此饮水机处于保温状态．

（2）只用电阻R₂接入电路时，饮水机处于保温状态，

电阻R₂的阻值R₂=

U2额

P保温=

(220V)2

40W=1210Ω，

电阻R₁、R₂并联时，饮水机处于加热状态，

∵P₁=P_加热-P_保温=440W-40W=400W，

∴电阻R₁=

U2额

P1=

(220V)2

400W=121Ω，

（3）水箱中的水质量：

m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，

水吸收的热量：

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（75℃-20℃）=4.62×10⁵J，

电流做的功：

W=Pt=440W×25×60s=6.6×10⁵J，

饮水机的加热效率：

η=

Q吸

W ×100%=

4.62×105J

6.6×105J×100%=70%．

答：（1）当S闭合、S₀断开时，饮水机处于保温状态．

（2）电阻R₁，R₂的值分别为121Ω、1210Ω．

（3）加热过程中水吸收的热量为4.62×10⁵J；该电热饮水机的加热效率为70%．

点评：

本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 分析清楚电路结构，知道何时饮水机处于加热状态、何时处于保温状态，是正确解题的关键，灵活应用功率的变形公式、并联电路的特点可以正确解题．