Question

如图甲是小平家的养生壶，其加热功率为800W，保温功率为40W，水壶容积1L，有加热和保温两种工作状态，其内部简化电路如图乙（R₁、R₂为加热电阻）。将养生壶接入电路，养生壶工作时，闭全开关S₁、S₂养生壶处于加热状态，当水温达到设定值时，S₂自动断开，养生壶变为保温状态。(ρ_水 = 1.0×10³kg/m³；c_水 = 4.2×10³J/(kg•℃))求：

(1)R₂的阻值；

(2)养生壶“加热”时，用时10min将1L水由20℃加热到100℃，水吸收多少热量；

(3)这段时间内养生壶的加热效率。

Answer

(1) 60.5 Ω；(2) 3.36×105 J；(3) 70%

【解析】

(1)由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R2单独接入电路，电路的电阻较小，养生壶处于加热状态，电阻R2的阻值

(2)水的体积

由可知，水的质量

水由20 ℃加热到 100 ℃，则水吸收的热量

(3)由可得，烧开这壶水消耗的电能

养生壶的效率

答：(1)R2的阻值是60.5 Ω；

(2)养生壶“加热”时，用时10min将1L水由20℃加热到100℃，水吸收热量是3.36 ×105 J；

(3)这段时间内养生壶的加热效率是70%。