小波家里有一台饮水机.它的铭牌如表.工作电路如图所示.S0是控温开关.可以自动控制饮水机的加热或保温状态．问:(1)开关S闭合.S0断开时.饮水机处于保温状态,当开关S和S0都闭合时.饮水机处于加热状态．(两空选填“加热或“保温 ),(2)分别求出R1和R2的电阻,(3)这台饮水机在加热状态下正常工作15min.将1.5kg的水从20� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

1．

小波家里有一台饮水机，它的铭牌如表，工作电路如图所示，S₀是控温开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态．问：
（1）开关S闭合，S₀断开时，饮水机处于保温状态；当开关S和S₀都闭合时，饮水机处于加热状态．（两空选填“加热”或“保温”）；
（2）分别求出R₁和R₂的电阻；
（3）这台饮水机在加热状态下正常工作15min，将1.5kg的水从20℃加热到90℃，求此饮水机加热的热效率为多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

热水箱容量	1.5L
额定电压	220V
加热功率	550W
保温功率	110W

分析（1）利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，结合开关的关闭情况分析电阻变化，确定功率大小，得到饮水机工作状态；
（2）利用上述公式，结合各个功率大小，求出电阻；
（3）利用W=Pt求出消耗的电能，根据Q=cm△t求出水吸收的热量，结合效率公式求出热效率．

解答解：（1）开关S闭合，S₀断开时，R₁断路，电路中电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，功率最小，故饮水机处于保温状态；当开关S和S₀都闭合时，两电阻并联，电路中电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电功率最大，故饮水机处于加热状态；
（2）由以上分析可知，当处于保温时，只有R2工作，则由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保}}$=$\frac{（220V）^{2}}{110W}$=440Ω；
当两电阻并联时处于加热状态，则R₁消耗的功率为：P₁=P_加-P_保=550W-110W=440W；
则R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω；
（3）饮水机在加热状态下正常工作15min消耗的电能为：W=Pt=550W×15×60s=4.95×10⁵J；
将1.5kg的水从20℃加热到90℃，水吸收的热量为：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（90℃-20℃）=4.41×10⁵J；
此饮水机加热的热效率为：η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{4.41×1{0}^{5}J}{4.95×1{0}^{5}J}$×100%≈89%．
答：（1）保温；加热；
（2）R₁的阻值为110Ω；R₂阻值为440Ω；
（3）此饮水机加热的热效率为89%．

点评本题考查学生对用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力，在计算过程中要注意单位的统一．

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