Question

如圖是鵬程同學家中電熱水壺的電路圖，有加熱和保溫兩種工作狀態.該電熱水壺銘牌參數如表格所示.
  
（1）當S閉合，S₁斷開時，飲水機處于______（加熱/保溫）狀態；
（2）保溫時電路中的電流；
（3）將滿滿一壺水從20℃加熱到80℃需要吸收多少熱量？不考慮熱量損失，則需要加熱多長時間？ [c_水=4.2×10³J/（kg·℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]
（4）若（3）中水吸收的熱量由燃燒熱值為4×10⁷J/kg的天然氣完全燃燒來提供，不考慮熱量損失，則需要燃燒多少kg的天然氣？

Answer 1

（1）保溫 （2）0.2A （3）2.52×10⁵J  252s （4）6.3×10^-3kg

試題分析：（1）當S閉合，S₁斷開時，只有電阻R₁接入電路，R₁大于R₁與R₂并聯時的電阻，故電路中電流較小，由P=UI知電功率較小，為保溫狀態；（2）由電熱水壺銘牌參數可見，保溫功率P=44W，U=220V,保溫時電路中的電流（3）讀題可知：t₀=20℃,t₁=80℃, c_水=4.2×10³J/（kg·℃,ρ_水=1.0×10³kg/m³,水壺容量為V=1L=1×10^-3m³,加熱功率P=1000W,所以m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³
=1kg，需要吸收熱量Q_吸= c_水m（t₁- t₀）=4.2×10³J/（kg·℃×1kg（80℃-20℃）=2.52×10⁵J,不考慮熱量損失時，Q_吸=W=Pt，(4)由Q=mq得：_吸= c_水m（t₁- t₀）應用，公式m=ρV應用，公式W=Pt應用，公式Q=mq變式應用。