Question

如图所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R₀产生的热能均能被水吸收，保温状态水温保持在80℃以上．回答下列问题：

货号　 XXXXXX

型号　 XXXXXX

额定功率　加热　1100W

保温　40W

容量　　　0.5L

额定电压　220V

频率　　　50Hz

（1）保温状态下，开关S₀、S分别处于什么状态？
（2）求电阻R₀和R的阻值．
（3）一满壶80℃的水，自然冷却到室温（20℃），水释放的热量为多少？[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：（1）电水壶处于保温状态，根据P=可知，此时电路中的电阻最大，S₀断开、S闭合，R和R₀串联；
（2）电水壶处于加热状态，只有R工作，所以R的阻值：
R===44Ω；
电水壶处于保温状态，R和R₀串联
R_串===1210Ω
∴R₀=R_串-R=1210Ω-44Ω=1166Ω；
（3）0.5升水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³=0.5kg，
水放出的热量：
Q_放=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（80℃-20℃）
=1.26×10⁵J．
答：（1）保温状态下，开关S₀断开、S闭合；
（2）电阻R₀和R的阻值分别为1166Ω、44Ω；
（3）一满壶80℃的水，自然冷却到室温（20℃），水释放的热量为1.26×10⁵J．
分析：（1）根据P=分析，当电路中的电阻最大时，处于保温状态；
（2）分析电路图，得出电热壶处于保温、加热状态时的电路组成，根据P=和串联电路的电阻特点求R₀和R；
（3）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用放热公式Q_放=cm△t求水放出的热量．
点评：本题为电学和热学的综合计算题，考查了额定电压、额定功率、密度的计算、热量的计算、电功率的计算、串联电路的电阻特点，要会分析电路图、能从铭牌得出相关信息．