小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两

小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示。

    电热饮水机工作电路图如图23所示，闭合开关S，7.5min后热水箱中初温为20℃的水沸腾（在1个标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/（kW•h）”电能表转盘转过120转。根据以上信息，求：[已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

（1）将热水箱中一满箱初温为20℃的水烧开需要吸收的热量。

（2）R₂的阻值。

（3）饮水机加热的效率。

拓展思考：本题的背景还可以考查以下问题：

(4)保温状态下工作2min，R₂产生的热量。

先求串联电路的电流，再利用焦耳Q=I²Rt定律求电热。

(5)饮水机加热时的实际电功率。

（6）实际电压。（不考虑电阻阻值的变化）

提示：利用关系式R＝U_额²/P_额和P_实＝U_实²/R求实际电压。

（1）水的质量为m＝ρV＝1.0×10³kg/m³×1.0×10^-3m³＝1kg （1分）

由题意知，1个标准大气压下水沸腾时的温度为100℃，烧开水所吸收的热量

Q_吸＝cm(t－t₀)＝4.2×10³J(kg•℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×10⁵J（1分）

（2）当开关S闭合时，R₂被短路，R₁工作，工作饮水机处于加热状态。

∵P_加=，∴电阻R₁= U²/P_加=(220V)²/880W=55Ω，

S断开时，电阻R₁和R₂串联，饮水机处于保温状态。

∵P_保= U²/ R_串总，∴串联电路的总电阻R_串总===1210Ω，

保护电阻R₂=R_总﹣R₁=1210Ω﹣55Ω=1155Ω。（1分）

（3）因为每消耗1kW·h的电能，电能表的表盘转过1200r，电能表的表盘转过120 r时消耗的电能为（1分）

饮水机加热过程中的热效率（1分）