Question

某中学为解决教师们的健康饮水问题，新添置了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示，如图是饮水机简化电路的示意图．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，分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于如热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态．c=4.2×10³J/（kg?℃）
（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，该饮水机将热水罐中0.6kg、18℃的水加热至93℃，用时6min，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．

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	550W	耗电量	0.8kW?h/24h
制热水能力	90℃?5L/h	防触电类	Ⅰ类

Answer 1

解：（1）饮水机正常工作时的电压为220V，加热功率为550W，
根据P=UI可得，电路中的电流：
I===2.5A；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/kg?℃×0.6kg×（93℃-18℃）
=1.89×10⁵J，
加热6min消耗的电能：
W=Pt=550W×6×60s=1.98×10⁵J，
饮水机加热状态时的效率：
η=×100%=×100%≈95.45%．
答：（1）加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是2.5A；
（2）该饮水机加热状态的效率约为95.45%．
分析：（1）饮水机正常工作时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出电路中的电流；
（2）根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=×100%求出饮水机加热状态时的效率．
点评：本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到电功率公式和吸热公式、电功公式、效率公式，关键是能从表格中获得有用的信息．