题目

某班教室里有一款饮水机，工作电路可简化为图甲所示电路。额定电压为220V，S0为温控开关，根据饮水机内热水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，热水杯容积为1L，R1、R2是两个供热电热丝（不考虑阻值受温度变化影响），某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系如图乙所示。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求： （1） 热水杯内装满水，在加热过程中水温从30℃升高到100℃，此过程水吸收的热量； （2） 这次饮水机处于加热挡阶段消耗的电能； （3） R1的阻值。 答案： 解：水的容积V=1L=1×10−3m3水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10−3m3=1kg水吸收的热量Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-30℃)=2.94×105J答：此过程水吸收的热量为2.94×105J； 解：由图乙可知，饮水机的加热功率P=1200W，加热时间t时=5min=300s加热阶段消耗电能W=Pt时=1200W×300s=3.6×105J答：这次饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为3.6×105J； 解：结合电路图及P=U2R可知，保温时电路中只有R1工作，保温功率P1=44W则R1=U2P1=(220V)244W=1100Ω答：R1的阻值为1100Ω。

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