一 : （12分）无内胆饮水机
（12分）无内胆饮水机--管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？ |
题型：计算题难度：中档来源：不详
（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；此时饮水机处于加热状态；
当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态．
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；电热丝R0的电阻是22Ω；
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收了1.68×105J的热量；
如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要的时间为95.45s． |
试题分析：（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；由 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大。此时电路中的电阻较小，饮水机处于加热状态；当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时电路中的总电阻较大，饮水机处于保温状态．
（2）饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，由P=UI可知，饮水机出开水时电热丝中的电流：
饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，R0的电阻：
（3）水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg；
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；
电能转化为水的内能的效率是80%，所以消耗的电能：
饮水机正常工作时的功率是2200W，烧开这些水需要的时间： |
考点：
考点名称：比热容的概念
定义：
单位质量的某种物质，温度升高(或降低) 1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。用符号c表示。
单位：
焦／(千克·摄氏度)，符号是J／(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度，它表示的物理意义是：单位质量的某种物质温度升高(或降低)l℃时，吸收(或放出) 的热量是多少焦。
比热容的特征：(1)比热容是物质的一种特性：
a．比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量；
b. 不同的物质，比热容一般不同。
(2)比热容也是物质的一种属性：
a．比热容不随物体的质量改变而改变；
b．比热容与温度及温度变化无关；
c．比热容与物质吸热或放热的多少无关。
(3)比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。
(4)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系：
| 比热容 | 热量 |
| 特点 | 反映物质的吸热或放热的能力 | 反映物体吸收或放出热的多少 |
| 概念 | 单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 | 在热传递过程中，传递的内能的多少 |
| 单位 | J/(kg·℃) | J |
| 有关因素 | 只与物质的种类、状态有关，而与质量、温度、热量无关 | 与比热容、质量、温度的改变量有关 |
| 联系 | Q=cm△t |
巧法解图像类问题：
在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。
例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得m两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T
甲、T
乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c
甲，c
乙分别表甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是( )
A．T
甲>T
乙，c
甲>c
乙B．T
甲>T
乙，c
甲<c
乙
C．T
甲<T
乙，c
甲>c
乙D．T
甲<T
乙，c
甲<c
乙解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T
乙>T
甲。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式Q=cm△t进行变形，c=
，而可从图像看出甲的温度变化大，故c
甲<c
乙
答案：D
二 : （12分）无内胆饮水机
（12分）无内胆饮水机--管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？ |
题型：计算题难度：中档来源：不详
（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；此时饮水机处于加热状态；
当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态．
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；电热丝R0的电阻是22Ω；
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收了1.68×105J的热量；
如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要的时间为95.45s． |
试题分析：（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；由 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大。此时电路中的电阻较小，饮水机处于加热状态；当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时电路中的总电阻较大，饮水机处于保温状态．
（2）饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，由P=UI可知，饮水机出开水时电热丝中的电流：
饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，R0的电阻：
（3）水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg；
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；
电能转化为水的内能的效率是80%，所以消耗的电能：
饮水机正常工作时的功率是2200W，烧开这些水需要的时间： |
考点：
考点名称：比热容的概念
定义：
单位质量的某种物质，温度升高(或降低) 1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。用符号c表示。
单位：
焦／(千克·摄氏度)，符号是J／(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度，它表示的物理意义是：单位质量的某种物质温度升高(或降低)l℃时，吸收(或放出) 的热量是多少焦。
比热容的特征：(1)比热容是物质的一种特性：
a．比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量；
b. 不同的物质，比热容一般不同。
(2)比热容也是物质的一种属性：
a．比热容不随物体的质量改变而改变；
b．比热容与温度及温度变化无关；
c．比热容与物质吸热或放热的多少无关。
(3)比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。
(4)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系：
| 比热容 | 热量 |
| 特点 | 反映物质的吸热或放热的能力 | 反映物体吸收或放出热的多少 |
| 概念 | 单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 | 在热传递过程中，传递的内能的多少 |
| 单位 | J/(kg·℃) | J |
| 有关因素 | 只与物质的种类、状态有关，而与质量、温度、热量无关 | 与比热容、质量、温度的改变量有关 |
| 联系 | Q=cm△t |
巧法解图像类问题：
在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。
例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得m两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T
甲、T
乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c
甲，c
乙分别表甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是( )
A．T
甲>T
乙，c
甲>c
乙B．T
甲>T
乙，c
甲<c
乙
C．T
甲<T
乙，c
甲>c
乙D．T
甲<T
乙，c
甲<c
乙解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T
乙>T
甲。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式Q=cm△t进行变形，c=
，而可从图像看出甲的温度变化大，故c
甲<c
乙
答案：D
三 : 有胆饮水机弊端与无胆饮水机的优
有胆饮水机弊端
一、——二次污染使传统饮水机容易滋生细菌
从饮水机的构造来说，它的内部有两个水胆，一个是热水胆，一个是冷水胆，这两个水胆起到了沉淀水中杂质的作用。传统饮水机热胆一般采用侧进水结构，这种结构导致了每次制热水时热胆底部都会存在约30%的死水，这些死水反复加热，造成了严重的二次污染。由于热胆材质多为不锈钢和铝壳，本身也会构成“污染源”，在长时间加热下，水中的含铁、铝、铵的亚硝酸盐含量即会明显增加。内胆超过3个月不清洗，就会滋生大量细菌、残渣甚至红虫，附着在热胆的内壁上，成为饮用水的有毒“添加剂”。溶入这种“添加剂”的水进入人体后，会引起消化、神经、泌尿和造血系统病变，甚至引起早衰。
二、——久煮产生“千滚水”。
饮用水在热胆内反复被“加热-冷却-再加热”后，就会形成千滚水。“千滚水”虽看似干净，却因煮沸过久，水中不挥发性物质如钙、镁等重金属成分和亚硝酸盐含量很高。久饮这种水，会干扰人的胃肠功能，出现暂时性腹泻、腹胀；有毒的亚硝酸盐是强氧化剂，进入血液后会与血红蛋白结合，使氧合血红蛋白变为高铁血红蛋白，从而使血红蛋白失去携氧能力，导致组织缺氧，并对周围血管有扩张作用，口服亚硝酸盐10分钟至3小时内，可出现头痛、头晕、乏力、胸闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、全身皮肤、粘膜紫绀等症状。严重者出现意识丧失、昏迷、呼吸衰竭，甚至死亡。 “千滚水”的危害隐蔽，亚硝酸盐的含量很高，因此，长期饮用，很可能导致癌症。
三、 ——耗电远超空调器。
饮水机热胆在加热过程中，热水会回流到储水桶，使储水桶温度升高，导致制冷时消耗不必要的电能。以最常见的0.5KW功率产品为例，在不关机的状态下，日均制造1升水须消耗电能1.8千瓦时，耗电量几乎是冰箱的4倍，是比空调、冰箱等大家电更厉害的“电能杀手”。
过去人们普遍认为空调是家中的耗电大户，其实饮水机的耗电量比空调更大：以加热1升水为例，在不关机的状态下，功率为0.5千瓦的饮水机日均消耗电能1.8千瓦时，其烧烧停停的工作机理无形中造成90%以上的能源浪费。
四、——噪音不断使人烦。根据传统饮水机的设计原理，在通电状态下，饮水机烧烧停停还会产生噪音污染，入夜尤甚。
五、——缺水干烧致火患。因嫌频繁开机麻烦和担心水温不够，一些用户通常会让饮水机一直处于通电状态，这就形成了极大的安全隐患，一旦缺水，由于高温干烧，极易酿发火灾事故。
无胆饮水机的优势
一、——杜绝二次污染
沁园速热式无热胆饮水机机利用水的自然重力和热膨胀的工作原理，与外部空气完全隔绝，避免了细菌的侵入，有效地防止了“二次污染”。
二、——节能
传统饮水机一天正常情况下需要耗电0.75-1度，保温性能比较差的产品会达到1.2度左右，而沁园无热胆饮水机耗电量仅为0.45度，比传统饮水机节约50%。按全国饮水机保有量8000万台计算，如果全部换成无热胆饮水机，则每年将为国家节约电140亿千瓦时。
三、——速热
无胆速热式饮水机平均20秒钟即可出热水，三分钟的出热水量达到750ml，每小时制热水能力达到16L，比传统饮水机出热水速度快30倍，制热水能力大3倍多！采用快速电加热系统，基本消除了管路内死水的沉积现象，将反复加热的可能性减低到最低。加热体功率大幅降低，热效率更高，更省电。即开即热，一次性加热的特点，克服了传统饮水机反复加热现象以及“阴阳水”现象，有效避免了普通饮水机因反复加热导致的水质不新鲜，确保水中营养物质不流失，口感更好。
四、——安全
速热式饮水机六大安全保护，保障了用户在使用过程中的安全可靠。
五、——舒适
速热式饮水机最高制热水温度可达到98℃，比传统饮水机的温度高出接近10℃，更加符合中国消费者的饮水习惯。（www.61k.com)
四 : （12分）无内胆饮水机
（12分）无内胆饮水机--管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？ |
题型：计算题难度：中档来源：不详
（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；此时饮水机处于加热状态；
当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态．
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；电热丝R0的电阻是22Ω；
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收了1.68×105J的热量；
如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要的时间为95.45s． |
试题分析：（1）当开关S闭合时，只有电阻R0接入电路；由 可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大。此时电路中的电阻较小，饮水机处于加热状态；当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时电路中的总电阻较大，饮水机处于保温状态．
（2）饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，由P=UI可知，饮水机出开水时电热丝中的电流：
饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，R0的电阻：
（3）水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg；
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J；
电能转化为水的内能的效率是80%，所以消耗的电能：
饮水机正常工作时的功率是2200W，烧开这些水需要的时间： |
考点：
考点名称：比热容的概念
定义：
单位质量的某种物质，温度升高(或降低) 1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。用符号c表示。
单位：
焦／(千克·摄氏度)，符号是J／(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度，它表示的物理意义是：单位质量的某种物质温度升高(或降低)l℃时，吸收(或放出) 的热量是多少焦。
比热容的特征：(1)比热容是物质的一种特性：
a．比热容是反映质量相等的不同物质，在温度升高(或降低)的度数相同时，吸收(或放出)的热量是不同的物理量；
b. 不同的物质，比热容一般不同。
(2)比热容也是物质的一种属性：
a．比热容不随物体的质量改变而改变；
b．比热容与温度及温度变化无关；
c．比热容与物质吸热或放热的多少无关。
(3)比热容与状态有关：状态改变，比热容改变。
(4)比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量：在同样受热或冷却的情况下，比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系：
| 比热容 | 热量 |
| 特点 | 反映物质的吸热或放热的能力 | 反映物体吸收或放出热的多少 |
| 概念 | 单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 | 在热传递过程中，传递的内能的多少 |
| 单位 | J/(kg·℃) | J |
| 有关因素 | 只与物质的种类、状态有关，而与质量、温度、热量无关 | 与比热容、质量、温度的改变量有关 |
| 联系 | Q=cm△t |
巧法解图像类问题：
在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。
例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得m两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T
甲、T
乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c
甲，c
乙分别表甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是( )
A．T
甲>T
乙，c
甲>c
乙B．T
甲>T
乙，c
甲<c
乙
C．T
甲<T
乙，c
甲>c
乙D．T
甲<T
乙，c
甲<c
乙解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T
乙>T
甲。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式Q=cm△t进行变形，c=
，而可从图像看出甲的温度变化大，故c
甲<c
乙
答案：D
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