Question

【題目】如圖甲為無內(nèi)膽溫熱飲水機，其好處是無內(nèi)膽杜絕了水反復燒滾，既節(jié)約電能又安全 衛(wèi)生。內(nèi)部電路原理如圖乙,電熱絲 R1、R0繞在出水管上，水經(jīng)過出水管時被加熱，通過選擇“溫熱水選擇開關 S”斷開或閉合的狀態(tài)，可以選擇出溫水或熱水。該飲水機的銘牌如表所示:

已知:電熱絲 R 、R 電阻不隨溫度變化，水的比熱容 c =4.2×103J/（kg·℃），水的密度ρ水=1×103kg/m3，取 g=10N/kg。則:

(1)“溫熱水選擇開關 S”______(填“斷開”或“閉合”)時為出熱水。

(2)飲水機正常工作,出熱水時電熱絲中的電流是多少 __________?電熱絲 R1 的電阻是多少____________?

(3)現(xiàn)在需要 95℃的熱水 800mL，已知水的初溫是 20℃，如果電能轉化為水的內(nèi)能的效率是 90%，飲水機正常工作時，得到這些熱水需要多少時間 ____________?

Answer 1

【答案】閉合； 10A 74.8Ω； 127.3s

【解析】

（1）由電路圖可知，溫熱水選擇開關S閉合時，電路為R0的簡單電路，溫熱水選擇開關S斷開時，R1與R0串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)比較兩種情況下電路中的總電阻關系，根據(jù)可知，電壓一定時，電阻越小，功率越大，飲水機處于加熱狀態(tài)；

（2）飲水機正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)求出出熱水時電熱絲中的電流，根據(jù)求出R0的阻值，根據(jù)求出出溫水時的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出電熱絲R1的電阻；

（3）知道熱水的體積，根據(jù)求出水的質量，又知道水的初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)求出水吸收的熱量，根據(jù)求出加熱過程中消耗的電能，利用求出需要的加熱時間

（1）溫熱水選擇開關S閉合時，電路為R0的簡單電路，溫熱水選擇開關S斷開時，R1與R0串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，溫熱水選擇開關S閉合時，電路中的總電阻最小，由可知，功率最大，飲水機出熱水；同理可知，溫熱水選擇開關S斷開時，飲水機出溫水；

（2）飲水機正常工作，出熱水時，電路為R0的簡單電路，由可得，出熱水時電熱絲中的電流：由可得，R0的阻值：，飲水機出溫水時，R1與R0串聯(lián)，電路中的總電阻：，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電熱絲R1的電阻：；

（3）水的體積：，由得，

水的質量：，水吸收的熱量：由可知，消耗的電能：，由可得，需要的時間：。

故答案為：（1）閉合；

（2）飲水機正常工作，出熱水時電熱絲中的電流是10A，電熱絲R1的電阻是74.8Ω；

（3）飲水機正常工作時得到這些熱水需要127.3s。