(1)由电路图可知,开关闭合时,电路为R2的简单电路,饮水机处于加热状态,
由P=UI可得,正常工作时的电流:
I=
=P加热 U
=2A,440W 220V
由I=
可得,电阻R2的阻值:U R
R2=
=U I
=110Ω;220V 2A
(2)热水箱中水的体积:
V=1L=1×10-3m3,
由ρ=
可得,水的质量:m V
m=ρV=1.0×103×kg/m3×1×10-3m3=1kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(90℃-20℃)
=2.94×105J;
(3)理论上水吸收的热量和消耗的电能相等,
由Q吸=W=Pt可得,需要的加热时间:
t′=
=Q吸 P
≈668.2s;2.94×105J 440W
(4)在实际上烧开水时,水在吸收热量时也向空气中散热,存在热损失,也可能电压低于220V,会造成实际加热时间的延长.
答:(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是2A,电阻R2的阻值为110Ω;
(2)将热水箱中的水从20℃加热到90℃.此加热过程中水吸收的热量为2.94×105J;
(3)在额定电压下,要放出这些热量,该电热水壶理论上需要工作668.2s;
(4)存在热损失或电源电压低于220V.