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下表的参数和如图所示的电路原理图.求
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解题思路:(1)分析开关S0断开前后电路电阻的变化,根据P=

U

2

R

分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态,再根据电功率公式求出R2的阻值;

(2)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

W

×100%求出该电热饮水机的加热效率.

(1)当开关S0闭合时R1与R2并联,当开关S0断开后电路为R2的简单电路;

∵电阻越并越小、小于任何一个分电阻,

∴根据P=

U2

R可知,开关S0断开时,电路中的电阻最大,电功率最小,饮水机处于保温状态,

则R2=

U2

P保温=

(220V)2

40W=1210Ω;

(2)水箱中的水质量:

m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,

水吸收的热量:

Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(75℃-20℃)=4.62×105J,

电流做的功:

W=Pt=440W×25×60s=6.6×105J,

∵该电路是纯电阻电路,

∴Q=W,

饮水机的加热效率:

η=

Q吸

W×100%=

4.62×105J

6.6×105J×100%=70%.

答:(1)电阻R2的阻值1210Ω;

(2)加热过程中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;电功率的计算.

考点点评: 本题考查质量、电阻、电功、吸收热量、效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点利用电功率的公式结合电路图对饮水机状态的判断.

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