Question

（10分）如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R₁、R₀是发热电阻，热水器主要参数如下表．[水的比热容为4.2×10³J/(kg．℃)]

（1）开关S跳至    触点位置时，热水器进入保温状态水箱内装满水时，水的质量为     kg．

（2）R₂的阻值为多大？

（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量？

（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少？

Answer

（1）b；30；（2）36.3Ω

【解析】

试题分析： （1）开关S跳至b触点位置时，热水器进入保温状态，两电阻正常工作；

∵ρ=m/V，∴一箱水的质量：m=ρv=1×103kg/m3 ×30×10-3 m3 =30kg

（2）当S拨至a时，电路电阻小，功率大，由表中数据可知，此时功率P1 =2000W，

∵P=U2/R1，∴R1 的电阻：R1 =U2/P加热=220V2/2000W=24.2Ω，

当S拨至2时，电路功率P2=800W，

∵P=U2/R，∴电路的总电阻：R=U2/P保温=(220V)2/800W=60.5Ω

R2 的电阻：R2 =R-R1 =60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω；

（3）水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103 J/kg•℃×30 kg×30℃=3.78×106 J

（4）消耗的电能W=Pt=2000W×35×60s=4.2×106J

加热效率η=Q/W=3.78×106 J/4.2×106J=90%

考点：热量的计算；密度公式的应用 ；电功率、电能的计算