Question

如图所示，是同学们常见的家用饮水机电路图．在其铭牌上有：额定电压220V，频率50Hz，加热功率350W．将它接在220V的电压下工作．
（1）当它处于保温状态时，饮水机中的电流为0.1A，这时饮水机消耗的电功率是多大？
（2）当它处于加热状态时，如果消耗的电能全部用于加热水，它能使热水罐中的0.5kg、20℃的水的温度升高到90℃要多少时间？
（3）它的工作原理比较简单：整个电路由一个电热元件R₁、一个限流电阻R₂和一个温控开关S组成（如图）所示．当S接a时，电热元件R₁被接入电路中，饮水机开始将水加热；当水温达到一定温度时，温控开关自动切换到b处，饮水机处于保温状态．请你按上述原理完成图中的电路图．

Answer 1

分析：（1）由功率公式可求得消耗的电功率
（2）由水的比热可求得加热水所需要的时间；
（3）接在a处时为加热状态，故应只接入R₁，而保温时因减小热量，可以让R₂分压而减少R₁的热量，则可以得出电路．

解答：解：①加热时消耗的功率为：P=UI=220V×0.1A=22W
②Q=cm（t-t_o），而Q=W=Pt得：t=

cm△t

P

=

4.2×103J/(kg℃)×0.5kg×(90℃-20℃)

350W

=420s
③由P=

U2

R

得：电阻越小时，发热越多，故发热时应只让R₁接入电路；保温时应让电阻变大，即可以把R₂串入，故答案如图：

答：①饮水机消耗的功率为22W；②加热这些水所用的时间为420s；③答案如上图．

点评：本题考查生活中常用的饮水机，但从做题过程可看出，其所用知识点比较简单．