Question

某电热饮水机，它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），从它的说明书上收集到如表数据及如图所示的简化电路原理图．

热水箱容量	2L
额定电压	220V
加热时的功率	400W
保温时的功率	44W

（1）请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机的状态．   

（2）求电阻R₁的阻值．   

（3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实验工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，则将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³  ， 结果保留一位小数]．

Answer

（1）保温．（2）134.4Ω．（3）1905.6s．

【解析】

（1）电源两端电压始终不变，开关S0断开时，只有R2接入电路，总电阻大于S0闭合时时 ，根据P2= 可知，该该状态下属于保温状态。

（2）P保温=44W ，P加热=400W,因为电热饮水机处于加热时两电阻并联，、

加热时并联P总=P保温+P1，所以P1=P总-P保温=360W，根据P1=可知

R1≈134.4Ω

（3）P加热=400W，所以加热时总电阻根据 ,所以当电压为200V时：根据P=得：P实=，水的总质量m=ρV=2kg，

则水吸收热量应为Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×60℃=5.04×105J，

需要消耗的能量W=

加热时间