Question

【題目】一個有加熱和保溫兩種狀態的微型電熱水器，內部簡化電路如圖所示，它由控制電路和工作電路兩部分組成，其中R0為熱敏電阻，它的阻值隨溫度的升高而減小，開關S0和S都閉合時，電熱水器開始加熱，當電熱水器中水的溫度達到50℃時，電磁鐵才會把銜鐵吸下，使B、C兩個觸點接通，電熱水器處于保溫狀態。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：

(1)將電熱水器水箱中2.2kg的水從15℃加熱到45℃，水吸收的熱量（c水＝4.2×103J/（kg℃））

(2)電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率。

(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，電熱水器的加熱效率為多少？

(4)當溫度達到50℃后，通電10min，R2產生的熱量。

Answer 1

【答案】(1)2.772×105J；(2)1100W；(3)84%；(4)12936J

【解析】

(1)水吸收的熱量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J；

(2)由題意可知，開關S0和S都閉合時，B觸點與A接通，電熱水器處于保溫狀態，則電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率：

P加熱＝=1100W；

(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃時，水吸收的熱量為2.772×105J，由P＝可得，通電5min內消耗的電能：

W＝Pt′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，

電熱水器的加熱效率：

η＝×100%＝×100%＝84%；

(4)當溫度達到50℃后，電磁鐵會把銜鐵吸下，B觸點與C接通，R1與R2串聯，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，工作電路的電流：

I＝＝0.1A，

則通電10min內R2產生的熱量：

Q2＝I2R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J。

答：(1)將電熱水器水箱中2.2kg的水從15℃加熱到45℃，水吸收的熱量為2.772×105J；

(2)電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率為1100W；

(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，電熱水器的加熱效率為84%；

(4)當溫度達到50℃后，通電10min，R2產生的熱量為12936J。