如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶,它的铭牌如下面表格.现将它接在220V的电压下工作.额定电压220V频率50Hz容积6L加热功率1000W保
题型:不详难度:来源:
如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶,它的铭牌如下面表格.现将它接在220V的电压下工作.
额定电压
| 220V
| 频率
| 50Hz
| 容积
| 6L
| 加热功率
| 1000W
| 保温功率
| 40W
| (1)如图(乙)所示为电水壶的电路图,其中R0是电热水壶中的电热管,R是与电热水壶的电热管串联的电阻,S是一个自动切换的温控开关,此热水壶是在热胆中储水,由电热管加热工作的,请根据电路图判断:当温控开关闭合还是断开时,电水壶处于加热状态. (2)按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率,计算R0和R的阻值分别是多少? (3)当它处于加热状态时,如果消耗的电能全部用来加热水,使热胆中2kg、20℃的水温度升高到90℃至少需要多少时间? |
答案
(1)温控开关闭合时,电水壶处于加热状态. (2)电阻R0的阻值为44Ω;电阻R的阻值为1166Ω; (3)电热壶的加热时间为588s. |
解析
试题分析:(1)电水壶的加热功率大于保温功率,电源电压一定,开关是哪种状态对应加热功率,用公式P=分析; (2)已知电热壶的额定电压和加热功率,利用公式R=得到R0的阻值;已知保温功率和额定电压,可以得到串联电路的总电阻,已知总电阻和R0的阻值,两者之差是R的阻值; (3)已知水的比热容、质量、初温度和末温度,可以得到水需要的热量,也就是电热壶通过的热量;已知电热壶提供的热量和加热功率,利用公式t=得到加热时间. (1)由电路图知:当温控开关闭合时,电阻R短路,R0接在电源两端,此时消耗的功率为P1=; 当温控开关断开时,电阻R和R0串联在电源两端,此时消耗的功率为P2=.因为U一定,R+R0>R,所以P1>P2,即温控开关闭合时,电水壶处于加热状态. (2)∵P= ∴电阻R0的阻值为R0===44Ω; 保温状态下的电路总电阻为R串===1210Ω, 电阻R的阻值为R=R串﹣R0=1210Ω﹣44Ω=1166Ω; (3)水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(90℃﹣20℃)=5.88×105J, ∴电热壶的加热时间为t===588s. 点评:此题是一道应用题,考查了电热壶工作电路的判断和电功率变形公式的应用和热量的计算,综合了电、热知识.读懂元件连接关系、从图表中提取有用信息是解决此类问题的关键. |
举一反三
有一根烧红的铁钉,质量是2g,放出920J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温.[c铁=0.46×103J/(kg•℃)]. |
某电热淋浴器的铭牌如右表所示。小军同学按铭牌要求给淋浴器装满水,正常工作100min,观察到淋浴器上温度计示数由l5℃上升到65℃。已知水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg. ℃)
求:(1)在加热过程中,水箱中水吸收的热量。 (2)电热淋浴器加热过程中消耗的电能。 (3)淋浴器加热时的效率。 |
已知酒精的热值是3.0×107J•kg﹣1,则5g的酒精完全燃烧释放的热量为 J.现用酒精炉烧水,酒精完全燃烧释放的热量有42%被水吸收,若水的初始温度是20℃,比热容是4.2×103J•kg﹣1•℃﹣1,则这些酒精完全燃烧能使2kg水温度升高到 ℃. |
在标准大气压下,将0.2kg水从25℃加热至沸腾需吸收的热量是(C水=4.2×103J/(kg•℃))( )A.2.1×103J | B.6.3×103J | C.2.1×104J | D.6.3×104J |
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如图所示的装置很有创意﹣﹣它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起:上部是洗衣机(有关技术参数见铭牌),下部是马桶,中间设有储水箱.洗衣机还设有加热功能,(铭牌上水的加热功率已模糊),洗涤前先将水加热到适宜温度,可以提高洗涤效果.
(1)请问这种设计的优点: .(请至少说出一个观点) (2)求洗衣机脱水时的正常工作电流. (3)某次洗衣时,首次进水量为20kg,加热时电能的80%转化为水的内能,正常加热14min水的温度升高10℃就达到设定要求,由于洗衣机铭牌上的加热功率模糊,求:①水吸收的热量,②洗衣机的加热功率[c水=4.2×103J/(kg•℃)]. |
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