今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它...

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今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。

（1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？(水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）)

（2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少？

（3）电热丝R2的阻值是多少？

【回答】

（1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是6.72×105J；

（2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了8.4×105J的电能，加热效率是80%；

（3）电热丝R2的阻值是30.25Ω。

【分析】（1）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；

（2）根据W＝Pt求出消耗的电能，利用η＝×100%求出电热水器加热的效率；

（3）当只闭合S1时，只有R1工作，饮水机处于保温状态，当S1、S2同时闭合时，两电阻并联，饮水机处于加热状态，

加热时的功率减去保温时的功率即为R2的电功率，由P＝UI＝算出电阻R2的阻值。

【解答】解：（1）水吸收的热量：

Q吸＝cm（ t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，

（2）由P＝可得，

消耗的电能为：

W＝P加热t＝2000W×420s＝8.4×105J，

饮水机加热的效率为：

η＝×100%＝×100%＝80%；

（3）当只闭合S1时，只有R1工作，饮水机处于保温状态，

当S1、S2同时闭合时，两电阻并联，饮水机处于加热状态，

因电路的总功率等于电阻功率之和，

所以，R2的电功率：

P2＝P加热﹣P保温＝2000W﹣400W＝1600W，

由P＝UI＝可得，

电阻R2的阻值：

R2＝＝＝30.25Ω。

【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式、效率公式的应用，从题目所给信息中找到有用的数据是关键。

知识点：电功率单元测试

题型：计算题