题目

一位同学对家里饮水机的工作情况进行了调查：饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态(由机内温控开关S自动控制)；从该机说明书上收集到如下数据：加热器额定电压为220V，额定功率为500W；机内盛水容器的容积为5dm3。调查发现：正常加热时，在不从饮水机取水的情况下，水温由85℃开始再次加热，经过8min水温升到95℃时停止加热，该机简化电路如图19所示。（1）请分析说明：温控开关S断开时，饮水机是处于加热还是保温状态?（2）正常加热时，求加热器电阻R2的阻值及通过的电流。（3）在8min的加热过程中消耗电能为多少?机内容器中水的内能增加了多少?并简要说明它们不同的原因。[C水=4．2×103J／(kg·℃)]  答案：解：(1)S闭合时，R1被短路，R2两端的电压等于220V，S断开时，R1 与R1串联，R1两端的电压小于220V，根据P=可知，S断开时R2的功率较小，因而为保温状态。……………………………………………………………（2分）（2）R2===96．8Ω…………………………………………(1分)     I==≈2．3A………………………………………………(1分)（3）W=Pt=500W×8×60s=2．4×105J…………………………………(1分)     Q=cm(t-t0)=4.2×103J/kg·℃×5kg×(95-85) ℃=2．1×105J (2分)Q＜W,是因为在加热的过程中有能量的损失，即电流产生的热量没有全部被水吸收。…解析:略 

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