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:
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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

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=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,

水吸收的热量:

Q=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.

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