Question

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到加热和保温两种状态，R₁、R₂是发热电阻，热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min，可使满箱水的温度从25℃升高到55℃．求：

额定电压	220V	容积	30L
加热功率	2000W	保温功率	800W

 

（1）热水器处于保温状态时，电路中的电流；（结果保留一位小数）

（2）R₁的阻值；

（3）在上述加热任务中，水吸收的热量；

（4）在上述加热任务中，热水器的加热效率。

Answer

（1）3.6A；（2）24.2Ω；（3）3.78×106J；（4）90%。

【解析】

（1）根据P＝UI可得，保温状态时的电流：I保温＝≈3.6A；

（2）开关S与a触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻最小，由可知，电路的总功率最大，处于加热状态，R1的阻值：R1＝＝24.2Ω；

（3）满箱水中水的体积：V＝30L＝30dm3＝0.03m3，

水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，

则水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×106J；

（4）加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：W＝P加热t′＝2000W×35×60s＝4.2×106J，

热水器的加热效率：η＝×100%＝×100%＝90%。

答：（1）热水器处于保温状态时，电路中的电流为3.6A；

（2）R1的阻值24.2Ω；

（3）在上述加热任务中，水吸收的热量为3.78×106J；

（4）在上述加热任务中，热水器的加热效率为90%。