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    李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．如图是该饮水机的电路原理图．李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1kg水时，饮水机的加热状态每次只启动5min就停止．问：
    （1）温控开关S在何种状态（断开或闭合）时，饮水机处在保温状态？这时饮水机的电功率是多少？
    （2）在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？[已知水的比热容为4.2×103J/]
    （3）饮水机在工作时，电阻丝热得把水烧开，而与其相连接的导线却几乎不热，请你运用所学的物理知识解释这个现象．

    【答案】分析：（1）电源电压不变，根据开关S的通断可判断出电路阻值的大小，根据电功率公式P=可求得不同的功率，根据功率的大小可判定保温状态，并能求出电功率；
    （2）先求出加热时电热水所消耗的电能，根据吸热公式求出水吸收的热量，最后求出饮水机的效率．
    （3）首先判断电水壶中的电阻丝与导线的连接方式，从而判断电流的大小和通电时间的关系，再来判断电阻的关系，最后根据焦耳定律进行分析．
    解答：解：（1）由电路图可知，当S断开时，只有R1接入电路；而当S闭合时，电路中两电阻并联，并联电阻小于R1的阻值，电源电压U不变，由电功率公式P=可知，S闭合时，饮水机电功率大，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机电功率小，处于保温状态；处于保温状态时，饮水机的电功率P保温===40W；
    （2）加热时水升温吸收的热量Q=mc△t=1kg×4.2×103J/（kg?℃）×（90℃-60℃）=1.26×105J；
    饮水机加热所需时间t=5min=5×60s=300s；饮水机加热时，S闭合时，电路中两电阻并联，∵P=，
    ∴饮水机消耗的电能W=P加热t=（+）t=（+）×300s=1.572×105J；
    则饮水机的电能转化为内能的效率为η=×100%=×100%≈80.2%．
    （3）电水壶与导线串联，通过它们的电流相等，它们通电时间相同，电水壶的电阻比导线电阻大很多，
    根据公式Q=I2Rt，可知电热丝产生的热量比导线产生的热量多得多，电阻丝热得把水烧开，而与其相连接的导线却几乎不热．
    答：（1）当S断开时，饮水机处于保温状态，此时饮水机的电功率为40W；
    （2）饮水机的电能转化为内能的效率为80.2%．
    （3）饮水机的电阻丝比导线电阻大，通过它们的电流相等，在相等时间内，饮水机电阻丝产生的热量多．
    点评：这道题目综合性比较强，要求学生将以前所学的内能知识与电功的计算公式结合起来，考查学生对相关知识点的应用能力．同时本题考查了利用焦耳定律来解决生活中的实际问题，并且利用控制变量法来寻求它们的相同的物理量．
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    科目：初中物理 来源： 题型：

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    （1）温控开关S0在何种状态（断开或闭合）时，饮水机处在保温状态？这时饮水机的电功率是多少？
    （2）在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
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    科目：初中物理 来源： 题型：

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    （1）请画出电热饮水机的工作原理图，R1=1210?，R2=100?．
    （2）温控开关S0在什么状态（断开或闭合）时，饮水机处于保温状态？这时饮水机的电功率是多少？
    （3）在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？（已知水的比热容是C水=4.2×103J/（kg?℃）
    （4）李佳觉得这种电热饮水机总是处于加热和保温两种状态轮流工作很浪费电能，请你就此现象提出节能措施．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S0自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1kg的水时，饮水机的加热状态每次只启动5min就停止．问：
    （1）请画出电热饮水机的工作原理图，R1=1210?，R2=100?．
    （2）温控开关S0在什么状态（断开或闭合）时，饮水机处于保温状态？这时饮水机的电功率是多少？
    （3）在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？（已知水的比热容是C水=4.2×103J/（kg?℃）
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