Question

表是一台常用的电热饮水机的铭牌数据，如图是它的电路原理图，它有加热和保温两种工作状态。

水桶容量	20L
热水箱容量	1L
额定电压	220V
加热功率	440W
保温功率	40W

（1）请说明温控开关S接通时，饮水机是处于加热状态还是处于保温状态？

（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？

（3）晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？（已知水的密度为1.0×10³kg/m³，比热容是4.2×10³J/（kg•℃））

Answer

（1）加热状态；（2）2A；（3）866.3s。

【解析】

（1）温控开关S接通时，R1短路，电路中只有R2，根据P＝，电功率变大，饮水机处于加热状态；

（2）根据P＝UI，加热时，饮水机的工作电流I＝＝＝2A；

（3）水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，加热时，水吸收的热量Q吸＝cmt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×105J； 根据P＝，在电阻不变的情况下，电功率与电压的平方成正比，所以实际工作电压只有200V时的实际功率P实＝（）2×440W＝363.6W；加热时，饮水机做功W电＝P实t，饮水机的效率η＝×100%=×100%，即80%＝×100%，所以，加热时间t≈866.3s。