Question

如图所示是教室里使用的某品版饮水机的简化电路图．教室里电路的电压是220V．R是一个阻值为100Ω的电阻，用来给瓶胆内的水加热．S₂是一个温控开关，它能根据瓶胆内水的温度自动断开或闭合，从而使水温保持在85℃-95℃之间，
（1）早晨第一个走进教室的同学闭合开关S₁，此时开关S₂也处于闭合状态，当温度上升到时多少时，S₂将自动断开．
（2）早上将瓶胆内2kg20℃的水烧到自动断开时需要吸收多少热量？
（3）该饮水机在给水加热时，通过R的电流是多少？

Answer 1

解：
（1）闭合开关S₁，此时瓶胆内水的温度低于85℃，开关S₂也处于闭合状态，电阻给水加热，当温度上升到 95℃时，S₂将自动断开．
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（95℃-20℃）
=6.3×10⁵J；
（3）饮水机在给水加热时，通过R的电流：
I===2.2A．
答：（1）早晨第一个走进教室的同学闭合开关S₁，此时开关S₂也处于闭合状态，当温度上升到时95℃时，S₂将自动断开；
（2）早上将瓶胆内2kg20℃的水烧到自动断开时需要吸收6.3×10⁵J的热量；
（3）该饮水机在给水加热时，通过R的电流是2.2A．
分析：（1）S₂是一个温控开关，它能根据瓶胆内水的温度自动断开或闭合，从而使水温保持在85℃-95℃之间，所以当温度低于85℃时S₂自动闭合，当温度高于95℃时S₂自动断开．
（2）知道水的质量、比热容、初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（3）利用欧姆定律I=求出通过R的电流．
点评：本题通过学生熟悉的饮水机考查了欧姆定律应用、热量的计算，本题关键是理解题干对开关的介绍．