Question

如图甲、乙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：

（l）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）80℃的一杯水，放在桌上自然冷却，每隔5分钟记录一次水温，得出丙图图线．从图中可以得出什么降温规律？
（4）一满壶80℃的水，自然冷却到室温，水释放的热量为多少？（水的比热c=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）由图丙得出，水的温度下降先快后慢；
（4）水的体积：
v=0.5L=0.5×10^-3m³，
水的质量：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³=0.5kg，
水释放的热量：
Q_放=cm_水△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（80℃-20℃）
=1.26×10⁵J．
答：（l）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）降温规律：先快后慢；
（4）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）分析温度时间图象，得出降温规律；
（4）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，再利用放热公式求水释收的热量．
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、能从温度时间图象得出相关信息．