小浩家新添了一台电热饮水机.其铭牌如下表所示．如图是饮水机简化电路的示意图.其中S是用感温材料制造的温控开关.R1是电阻.R2是供加热的电阻丝．额定电压220V环境温度10℃-38℃额定频率50Hz环境湿度≤90%加热功率880W耗电量1.2kW•h/24h制热水能力≥90℃•5L/h防触电类Ⅰ类(1)在加热状态下.饮水机正常工作时电路中的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

5．

小浩家新添了一台电热饮水机，其铭牌如下表所示．如图是饮水机简化电路的示意图，其中S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝．

额定电压	220V	环境温度	10℃～38℃
额定频率	50Hz	环境湿度	≤90%
加热功率	880W	耗电量	1.2kW•h/24h
制热水能力	≥90℃•5L/h	防触电类	Ⅰ类

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时，该饮水机将1kg、20℃的水加热至100℃，需7min．用这些数据及题目中的信息，计算该饮水机加热状态时的效率．〔水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）〕
（3）加热状态开关S断开还是闭合？用电热饮水机对水加热，比用炉子对水加热有什么优点？

分析（1）饮水机正常加热时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电路中的电流；
（2）知道水的质量和温度的变化、比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，利用W=Pt求出消耗的电能，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该饮水机加热状态时的效率；
（3）由电路图可知，当开关S闭合时电路为R₂的简单电路，断开时电路为R₁、R₂的串联电路，根据电阻的串联判断两种情况下电路中电阻的大小，再根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断饮水机的状态；从方便和无污染方面说明饮水机比用炉子对水加热的优点．

解答解：（1）由P=UI可得，饮水机正常加热时电路中的电流：
I₁=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
（2）正常工作时，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁵J，
饮水机消耗的电能：
W=P_加热t=880W×7×60s=3.696×10⁵J，
该饮水机加热状态时的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.696×1{0}^{5}J}$×100%≈90.9%；
（3）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，开关S闭合时电路中的电阻最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压220V不变时，饮水机的功率最大，处于加热状态；
饮水机比用炉子对水加热的优点：对水加热方便；效率高，无污染．
答：（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是4A；
（2）该饮水机加热状态时的效率为90.9%；
（3）加热状态开关S闭合；用电热饮水机对水加热比用炉子对水加热的优点：对水加热方便，效率高，无污染．

点评本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到电功率公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用以及饮水机加热的优点，关键是能从表格中获得有用的信息．

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