Question

【题目】如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表．[水的比热容为4.2×103J/（kg℃）]

额定电压	220V	容积	30L
加热功率	2000W	保温功率	800W

（1）开关S跳至触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为kg．
（2）R2的阻值为多大？
（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量？
（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）b；30
（2）解：当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，

由P= 可知，电阻阻值：

R1= = =24.2Ω，

开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，

由P= 可知：

P保温= ，即800W= ，

解得R2=36.3Ω

（3）解：水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×30kg×（55℃﹣25℃）=3.78×106J
（4）解：由P= 可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能W=P加热t=2000W×35×60s=4.2×106J．

加热效率η= ×100%= ×100%=90%

【解析】解：（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P= 可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，电热水器功率越大，因此当开关S跳至b触点位置时，电路阻值较大，电功率较小，电热水器处于保温状态． 已知电热水器的容积V=30L=30dm3=0.03m3 ，
由ρ= 可知，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg，
答：（1）b；30；