Question

某种电热水器，其电路图如下，R1为发热板，R2为保温电阻，Sl是温控开关．当电热水器处于加热状态时水被加

某种电热水器，其电路图如下，R1为发热板，R2为保温电阻，Sl是温控开关．当电热水器处于加热状态时水被加热，达到设定温度时，S1自动断开，热水器处于保温状态时，已知电阻R1=50Ω，R2=450Ω．求：（1）热水器内装有质量为2kg昀水，当水的温度从20℃升高到70℃时，这些水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg?℃）]（2）当电热器处于加热状态时，电路中的电流是多大？（3）当热水器处于保温状态时，R1的电功率为多少？

Answer 1

（1）水的比热容c=4.2×10³J/（kg?℃），水的质量m=2kg；
水所吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁵J；
（2）由电路图可知，当开关S与S₁都闭合时，处于加热状态，
此时只有电阻R₁接入电路，电路电流：
I=

U

R1

=

220V

50Ω

=4.4A；
（3）由电路图可知，当开关S闭合、S₁断开时，热水器处于保温状态，
此时R₁、R₂串联；电路中总电阻：
R_总=R₁+R₂=50Ω+450Ω=500Ω；
此时电路电流：
I′=

U

R总

=

220V

500Ω

=0.44A，
R₁的电功率：
P₁=I′²R₁=（0.44A）²×50Ω=9.68W；
答：（1）当水的温度从20℃升高到40℃时，这些水吸收的热量是4.2×10⁵J．
（2）当电热水器处于加热状态时，电路中的电流是4.4A．
（3）当热水器处于保温状态时，R₁电功率为9.68W．