Question

自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示， 电热丝电阻分别为R₁、R₂，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ_水=1×10³kg/m³，水的比热容C_水=4.2×10³J/kg℃）

饮水机参数

热水温度：≥90 ℃

热胆容积：2 L

额定功率：1000 W

保温功率：40 W

额定电压：220 V

频率：50 Hz

（1）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃，需用多长时间？________

(2)开关S₁断开时，饮水机处于________状态（填“加热”或“保温”）．

（3）电阻丝R₁的阻值．________

Answer

735s 保温 1161.6Ω

【解析】

（1）设所需时间为t，热胆内水的质量为：

m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg

由得：

（2）因为断开S1时，电路中的电阻最大，电流最小，总电压不变，由P=UI知，功率最小，为保温状态。

（3）S1断开时，饮水机处于保温状态，则

同理可得：

R2=48.4Ω

根据串联电路电阻关系可得：

R1=R总-R2=1161.6Ω。