Question

【題目】學校購置了一批溫熱型飲水機，配置每個班級其電路圖和銘牌如圖所示。小東查閱說明書了解到，通電后開關S和S0閉合飲水機進入加熱狀態；當瓶膽內水的溫度被加熱到90℃時，加熱狀態就停止，S0斷開而進入保溫狀態；當膽內水的溫度下降到60℃時，加熱狀態就又會自動啟動。請解答以下問題：

額定功率	50Hz	額定電壓	220V
加熱功率	500W	保溫功率	50W
瓶膽容量	1kg	制熱水能力

(1)飲水機在加熱狀態下正常工作的電流是多大？電熱絲R2的規格？

(2)小東同學通過觀察發現：瓶膽內裝滿初溫20℃的水，通電后正常工作，加熱狀態10min后停止，間隔15min后加熱狀態又啟動。求飲水機在這25min工作過程中消耗的電能和對外損失的能量是多少？[]

(3)根據以上信息從物理學的角度對這種溫熱型飲水機進行合理評價。

Answer 1

【答案】(1)2.27A；“220V 50W”；(2)3.45×105J；1.77×105J；(3)飲水機一直處于工作狀態，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費電能

【解析】

(1)由P=UI可求加熱狀態下正常工作電流為

當開關S閉合，S0斷開時，電路為R2的簡單電路，此時電路電阻最大，由可知，此時功率較小，為保溫檔，則由表格可知此時功率為50W，電壓為220V，則R2規格為“220V 50W”。

(2)25min內消耗的電能為

W總=P熱t1+P溫t2=500W×10×60s+50W×15×60s=3.45×105J

水最終溫度為60℃，則水吸收的熱量為

則25min工作過程中對外損失的熱量為

(3)通過損失熱量與吸收熱量對比分析可知，飲水機一直處于工作狀態，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費電能。

答：(1)飲水機在加熱狀態下正常工作的電流是2.27A，電熱絲R2的規格為2.27A，“220V 50W”。

(2)飲水機在這25min工作過程中消耗的電能為3.45×105J，對外損失的能量為1.77×105J。

(3)飲水機一直處于工作狀態，損失的熱量大于有用的熱量，效率低，浪費電能。