Question

20．如图是某款电热饮水机相关参数和电路原理图（其中S₀是机内自动温控开关）．若热水箱中装有2千克水，加热使温度从20℃升高到100℃，吸收的热量为6.72×10⁵焦，此加热过程需要30分钟，则消耗的电能为0.2度；当饮水机处于保温状态时，电键S₀应处于断开状态（选填“断开”或“闭合”）．[c_水=4.2×10³焦/（千克•℃）]

热水箱容量	2L
加热时功率	400W
额定电压	220V
保温时功率	40W

Answer 1

分析 （1）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）由表格数据可知加热时的功率，根据W=Pt求出30min消耗的电能；
（3）当饮水机处于保温状态时，电路中的总功率最小，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的总电阻最大，据此判断电键S₀的状态．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，此加热过程中消耗的电能：
W=Pt=400×10^-3kW×$\frac{30}{60}$h=0.2kW•h=0.2度；
（3）当饮水机处于保温状态时，电路中的总功率最小，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的总电阻最大，
由电路图可知，电键S₀断开时，电路为R₂的简单电路，电路中的总电阻最大．
故答案为：6.72×10⁵；0.2；断开．

点评 本题考查了吸热公式和电功公式以及电功率公式的灵活运用，从表格中获取有用的信息是关键．