问题
计算题
某中学为解决同学们的饮水问题,新购置了一批台式饮水机, 其铭牌如下表所示,下图是饮水机的电路图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是电阻,R2是供加热的电阻丝。分析电路图可知,当S接通时,饮水机处于加热状态,当S断开时,饮水机处于保温状态。
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2)正常工作时该饮水机将热水罐中0.6 kg 18℃的水加热到 93℃,用时6 min。用这些数据及题目中的信息,计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[c水=4.2× 103J/(kg.℃)
(3)如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半,则R1与R2的比值应是多少?
答案
解:
(1)I==
=2.5A;
(2)Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×(93℃-18℃)=1.89×105J,W=Pt=550W×360s=1.98×105J,η=≈95.5%;
(3)当加热时,S闭合,R1短路,得P= ,当保温时,S断开,R1与R2串联,P'=
由题意得
,
0.414。