电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下表的参数和如图所示的电路原理图．求

_think_so 2023-03-17 14:00

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  0***之子0

  2023-03-17 14:56

  电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下表的参数和如图所示的电路原理图．求： 热水箱容积 2L 额定电压 220V 加热时功率 440W 保温时功率 40W（1）求该饮水机保温时，R2的阻值．（2）若将水箱内装满20℃的水，需要工作25min才能加热到75℃．求加热过程中该电热饮水机的加热效率．（c水=4.2×103J/（kg•℃））

  解题思路：（1）分析开关S0断开前后电路电阻的变化，根据P=U2R分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态，再根据电功率公式求出R2的阻值；

  （2）先根据m=ρV求出水箱内水的质量，根据Q=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Pt求出电流做的功，利用η=Q吸W×100%求出该电热饮水机的加热效率．

  （1）当开关S0闭合时R1与R2并联，当开关S0断开后电路为R2的简单电路；

  ∵电阻越并越小、小于任何一个分电阻，

  ∴根据P=

  U2

  R可知，开关S0断开时，电路中的电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温状态，

  则R2=

  U2

  P保温=

  (220V)2

  40W=1210Ω；

  （2）水箱中的水质量：

  m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，

  水吸收的热量：

  Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃-20℃）=4.62×105J，

  电流做的功：

  W=Pt=440W×25×60s=6.6×105J，

  ∵该电路是纯电阻电路，

  ∴Q放=W，

  饮水机的加热效率：

  η=

  Q吸

  W×100%=

  4.62×105J

  6.6×105J×100%=70%．

  答：（1）电阻R2的阻值1210Ω；

  （2）加热过程中该电热饮水机的加热效率为70%．

  点评：

  本题考点： 电功与热量的综合计算；电功率的计算．

  考点点评： 本题考查质量、电阻、电功、吸收热量、效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点利用电功率的公式结合电路图对饮水机状态的判断．
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