Question

近期由天水市有關單位實施的家電下鄉(xiāng)活動中，有種電器是電熱飲水機，它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機內(nèi)溫控開關S₀自動控制)，從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的電路原理圖．

(1)請分析說明溫控開關S₀斷開時，飲水機處于加熱還是保溫狀態(tài)．

(2)求電阻R₁的阻值．

(3)晚上，由于是用電高峰期，該電熱飲水機的實際工作電壓只有200 V，若它的電阻不變，加熱效率為80％，求將滿熱水箱的水從20℃加熱到80℃需要多長時間？(C_水＝4.2×10³ J/(kg·℃)，(ρ_水＝1.0×10³ kg/m³，保留一位小數(shù))

Answer 1

答案：
解析：

(1)S0斷開時，P1＝U2/R2；S0閉合時，P2＝U2/R總；∵R1和R2的并聯(lián)∴R總＜R2　∴P1＜P2則S0斷開時處于保溫狀態(tài)(2分) 　　(2)保溫時：P保溫＝U2/R2，R2＝U2/P保溫＝(220 V)2/40 W＝1210 Ω 　　加熱時，P加熱＝U2/R總，R總＝U2/P加熱＝(220 V)2/400 W＝121 Ω 　　R總＝R1R2/(R1＋R2)代入，121 Ω＝1210 Ω·R1/(1210 Ω＋R1)，R1＝134.4 Ω(2分) 　　(3)Q放＝Q水吸　P實t×80％＝Q水吸(U2實/R總)·t×80％＝c水m水△t水(U2實/R總)·t×80％＝c水ρ水V水△t水 　　[(200 V)2/121 Ω]·t×80％＝4.2×103 J/(kg·℃)×103 kg/m3×2×10－3 m3×(80℃－20℃) 　　t＝1905.8 s(2分)