前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数如表和加热原理如图乙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭

Question

前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数如表和加热原理如图乙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S₀洗净装置喷出热水．[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、ρ_水=1.0×10³kg/m³）]试问：

额定电压		220V
洗净装置	出水量	0.9kg/min
	加热功率	1800W
保温座圈功率		55W

（1）R₂的阻值是多少？
（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？
（3）若保温座圈加热5min，洗净装置工作1min，共需要消耗多少J电能？

Answer 1

（1）根据P=(U2)/(R)得电阻：
R₂=(U2)/(P保温)=((220V)2)/(55W)=880Ω；
（2）已知洗净装置工作时出水量为0.9kg/min，
则水吸热的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.9kg×（40℃-20℃）
=7.56×10⁴J，
消耗的电能：W_加热=P_加热t=1800W×60s=1.08×10⁵J，
效率η=(Q吸)/(W加热)×100%=(7.56×104J)/(1.08×105J)×100%=70%；
（3）W=P₁t₁+P₂t₂=55W×5×60s+1800W×60s=1.245×10⁵J．
答：（1）R₂的阻值是880Ω；
（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是70%；
（3）若保温座圈加热5min，洗净装置工作1min，共需要消耗1.245×10⁵J电能．