Question

【题目】如图甲所示是某学校使用的电开水器，图乙是简化电路（R1、R2都是加热电阻）。当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保温状态。电开水器额定电压为220V，加热功率为5kW，水箱能装50kg的水（c水＝4.2×103J/（kg℃））。则：

（1）电阻R1的阻值是多大？

（2）在1标准大气压下，将一满箱20℃的水烧开至少需要多长时间？

（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）9.68Ω（2）1.68×107J（3）38.72Ω

【解析】

（1）根据电路知道，正常加热时，电路为R1 的简单电路，由计算电阻R2 的阻值；

（2）在1标准大气压下由计算水吸收的热量；

（3）无人接水时，先计算总阻值，再根据两电阻串联，计算R2 的阻值大小。

（1）由图知道，当S接1时，电路为R1 的简单电路，电路中的总电阻最小，电功率最大，此时饮水机处于加热状态；由知道，；

（2）在1标准大气压下将一满箱20℃的水烧开时，水吸收的热量是：

；

（3）由于无人接水时，水每分钟放出的热量为6×104 J，

知道此时电路的电阻是：，

由图知道，当S接2时，两电阻串联，电流最小，电功率最小，饮水机处于保温状态，

所以，此时R2的阻值是：