Question

下图的是一种WSH-50型号家用饮水机及铭牌，右下图是饮水机的电路图．
（1）在下列空格中填写“亮”或“不亮”当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作，红灯______，绿灯______；当水沸腾后，温控开关1.2都断开，加热管不工作，此时红灯灭绿灯亮，则两灯电阻应满足的关系是______．
（2）现将质量为0.5kg，初温20℃的水在标准大气压下烧开需用时6min，水的内能增加量是______． 
（3）饮水机正常工作6min消耗的电能是______．

Answer

（1）饮水机的原理：分析电路图，饮水机水沸腾前，开关1和2同时闭合，红灯亮、绿灯因短路灭、加热管正常工作；
水沸腾后，开关1和2同时断开，此时红、绿指示灯串联，由于绿灯电阻远大于红灯电阻，红灯功率太小不亮、绿灯亮、加热管不工作；
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（在标准大气压下水的沸点为100℃），利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量（水的内能增加量）；
（3）由图可知饮水机的额定功率，因为饮水机正常工作，饮水机的实际功率等于额定功率，再利用W=Pt求饮水机正常工作6min消耗的电能．
【解析】
（1）当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作，红灯亮，绿灯因被短路不亮；
当水沸腾后，温控开关1、2都断开，加热管不工作，这时红灯与绿灯串联，且红灯灭绿灯亮，根据串联电路的电压特点可知：红灯不亮，则电功率太小，即分压太小，而绿灯能达到发光状态，则功率大，分压很大；这应是在绿灯电阻远大于红灯电阻的条件下．
（2）水的内能增加量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；
（3）∵饮水机正常工作，
∴P=P额=0.5kW=500W，
∴饮水机正常工作6min消耗的电能：
W=Pt=500W×6×60s=1.8×105J．
故答案为：（1）亮，不亮，绿灯电阻远大于红灯电阻；（2）1.68×105J；（3）1.8×105J．