(1)由电路图可知,开关S0断开时两电阻串联,电路电阻较大,开关S0闭合时,只有电阻R1接入电路,电阻R2被短路,此时电路电阻较小,电源电压U一定,由P=
可知,电阻越大,电路功率越小,电阻越大,饮水机功率越大,因此当开关S0断开时,电路定值较大,电功率较小,饮水机处于保温状态.U2 R
(2)∵P加=
,∴电阻R1=U2 R1
=U2 P加
=121Ω,(220V)2
400W
∵P保=
,∴电阻R总=U2 R
=U2 P保
=1210Ω,(220V)2
40W
保护电阻R2=R总-R1=1210Ω-121Ω=1089Ω;
(3)设加热时间为t,有P峰t80%=Q吸,即
t80%=c水m水△t水,U/2 R1
t80%=c水ρ水V水△t水,U/2 R1
t=
=
c水ρ水V水△t水R1
U′280%
=2541s;4.2×103J/(kg?℃)×1×103kg/m3×2×10?3m3×(100℃?20℃)×121Ω (200V)2×80%
答:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态.
(2)R1和R2的电阻值分别是121Ω与1089Ω.
(3)将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要2541s.