Question

【题目】某学校教学楼有一额定电压为220V 电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻R2=217.8Ω，电源电压保持220V不变，当S1、S2均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为2kW．只闭合S1 ， 电热水器处于保温状态．求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）电热水器处于保温状态消耗的功率；
（3）电热水器处于加热状态时，将5kg水从18℃加热到98℃所需的时间[不计热损失，水的比热容为4.2×103J/（kg℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）解：当S1、S2均闭合时，电路中只有R1工作，电热水器处于加热状态，

由P=UI= 可得电阻R1的阻值：

R1= = =24.2Ω；

答：电阻R1的阻值为24.2Ω；

（2）解：当S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态，

电热水器处于保温状态消耗的功率：

P保温= = =200W；

答：电热水器处于保温状态消耗的功率为200W；

（3）解：5kg水从18℃加热到98℃所需的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×5kg×（98℃﹣18℃）=1.68×106J．

不计热损失，则电热水器消耗的电能：W=Q吸=1.68×106J．

由W=Pt可得所需的时间：

t= = =840s．

答：电热水器处于加热状态时，将5kg水从18℃加热到98℃所需的时间为840s．

【解析】（1）当S1、S2均闭合时，电路中只有R1工作，由P=UI= 解题；（2）分析电路，当S1闭合S2断开时，R1与R2串联，此时电路消耗的电功率最小，即处于保温状态，由P=UI= 解题；（3）根据W=Pt求出电热水器消耗的电能，不计热损失，由Q吸=cm△t求解．