Question

如圖15所示，是某魚缸水溫調(diào)節(jié)器的原理圖，其中R₁為阻值可調(diào)的電熱絲，開關(guān)S₂為單刀雙擲開關(guān)。當(dāng)開關(guān)S₁閉合、S₂接b時(shí)，電路處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S₁斷開、S₂接a時(shí)，電路處于保溫狀態(tài)。已知U=220V，R₂=600Ω，R₁不會(huì)短路。取水的比熱容c=4.2×10³J/(kg.℃)。

試問：

（1）當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時(shí)，通過電阻R₂的電流為多少？

（2）當(dāng)電路處于保溫狀態(tài)時(shí)，若電路消耗的功率P=48.4W，則電熱絲R₁連入電路的阻值應(yīng)為多少？

（3）當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時(shí)，要將缸中m=48.4kg的水溫度升高=2.0℃，現(xiàn)調(diào)節(jié)電熱絲R₁使其阻值為=200Ω，則加熱需要多少時(shí)間？（假設(shè)電熱全部被水吸收，且無熱量散失）

Answer 1

（1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合、S₂接b時(shí)，電阻R₁與R₂并聯(lián)，U=U₁=U₂=220V，

=0.37A

（2）當(dāng)開關(guān)S₁斷開、S₂接a時(shí)，電阻R₁與R₂串聯(lián)，由，得

=1000Ω，

則R₁=1000Ω-600Ω=400Ω

（3）缸中m=48.4kg的水溫度升高=2.0℃，需要吸收的熱量為

Q_吸=cm=4.2×10³J/(kg.℃)×48.4kg×2.0℃=4.0656×10⁵J

因?yàn)殡姛崛�部被水吸收，所以W=Q=Q_吸

又=1.1A

A，

A，

Q=W=UIt，

則=1260s