某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图。热水箱容量1L额定电压220V加热
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某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图。
热水箱容量
| 1L
| 额定电压
| 220V
| 加热功率
| 1000W
| 保温功率
| 44W
|
(1)当S闭合,S0断开时,饮水机处于 (填“加热”或“保温”)状态。 (2)求:①保温时的电流; ②电阻R1。 (3)将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量?若加热效率为90%, 需要加热多长时间? [1L=1×10-3m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3] |
答案
(1)保温(2)0.2A,50.6欧(3)2.52×105,280s |
解析
开关S0断开时,只有电阻R2接入电路,热水器功率小于开关S0闭合时两电阻并联时的功率,因此开关S0断开时饮水机处于保温状态;饮水机处于加热与保温时的功率,由功率的变形公式R=U2/P求出电阻R1的阻值;饮水机的额定电压及保温时的功率,由功率的变形公式I= P/U求出饮水机在保温状态下的工作电流; (1)温控开关S0断开时,饮水机处于保温状态. (2)只用电阻R2接入电路时,饮水机处于保温状态, 电阻R1的阻值R2=U2/P保温=(220V)2/44W=1100Ω, 电阻R1、R2并联时,饮水机处于加热状态, 电路总电阻R总= U2/P=(220V)2/1000W=48.4Ω, 由并联电路特点知:1/48.4Ω=1/1100Ω+1/R1,, 解得:R1≈50.6Ω;此时电流I=P/U=44W/220V=0.2A;(3))∵ρ=103kg/m3,V=1L=1×10-3m3, ∴一箱水的质量为:m=ρV=103kg/m3×1×10-3m3=1kg, 又∵C=4.2×103J/(kg•℃),△t=t-t0=80℃-20℃=60℃, ∴水吸收的热量为:Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×60℃=2.52×105J; 而加热效率为η热=90%, ∴消耗的电能为:W=Q/η热=2.52×105J/90%=2.8×105J, 而P加=1000W, 加热时间为:t=W/t=2.8×105J/1000W=280s. |
举一反三
如下图所示,电源电压为6V且保持不变,R2为10Ω,当开关S1,S2闭合时,电流表读数为0.3A。求:(1)R1的阻值;(2)开关S1闭合,S2断开时,R1消耗的电功率。 |
在如图所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器R2的滑片在a、b之间滑动的过程中,电压表的最大示数为4V,电阻R1消耗的电功率变化范围是0.8W—7.2W,则滑片在b端时,电流表的示数为 A,R2的电功率为 W。 |
伦敦奥运会即将拉开大幕,这是所有热爱体育的人的一大盛事,请你对你所热爱或关注的一个体育比赛项目,说出相应的物理现象,并指出其对应的物理知识:(不得与示例重复) 示例: 物理现象:射击项目中,运动员瞄准时做到“三点一线” 物理知识:光的直线传播 物理现象: 物理知识: |
小明发现近来家里的白炽灯泡发光变暗了些,关于这一现象的原因分析合理的是A.灯丝在高温下升华变细,电阻变小,其实际功率变小 | B.灯泡两端的电压低于额定电压,灯泡的额定功率变小 | C.通过灯丝的电流减小,灯泡的实际功率小于额定功率 | D.钨先升华后凝华在灯泡内壁上,使灯泡透光能力下降 |
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下列数据是小明对身边的一些物理量值的估计,比较符合实际情况的是A.人正常步行时的速度大约为4km/h | B.家用冰箱冷冻室内的温度大约为0℃ | C.30W普通照明灯工作电流约130mA | D.把2个鸡蛋举高lm,做功大约为1J |
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