Question

小华家购买了一台饮水机，技术参数如下表，其工作电路如图所示，S是温控开关，可以自动控制饮水机的加热和保温状态．试问：
（1）请分析说明温控开关闭合时，饮水机处于加热还是保温状态．
（2）R₂的阻值是多少？
（3）小华估计当时的水温为20℃，饮水机将水从20℃烧开需要吸收多少热量？需要多长时间？[c_水=4.2×10³J/，气压为1标准大气压，热量全部被水吸收]．

Answer

（1）S闭合时，R1和R2并联，由此来判断电路中电阻的大小，再利用公式P=来分析电功率的大小，从而判断饮水机处于哪种工作状态；
（2）首先判断当电路中只有R2时，饮水机处于什么状态，已知电压和电功率，可利用公式R=计算电阻的大小；
（3）先根据m=ρV求出水的质量，再根据Q=cm△t求出水吸收的热量，最后根据t==求出加热时间．
【解析】
（1））S断开时，饮水机的功率为P1=，S闭合时，饮水机的功率为P2=，
∵R1和R2是并联，
∴R总＜R2，
∴P1＜P2，则温控开关S闭合时处于加热状态；
（2）S断开时，电路中只有R2时，饮水机处于保温状态，
∵U=220V，P保=44W，
∴R2===1100Ω；
（3）水烧开需要吸收热量为Q=c水m水（t-t）=c水ρ水V水（t-t）=4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×1×10-3m3×（100℃-20℃）=3.36×105J，
需要加热时间为t====672s=11.2min；
答：（1）温控开关闭合时饮水机处于加热状态；
（2）R2的阻值为1100Ω；
（3）烧开水需要吸收3.36×105J；加热时间为11.2min．