如图所示是小明设计的一种饮水机简单原理图,其中A为水箱,L为指示灯;其电阻为10Ω,S1为电源开关,S2为温控开关,有a

如图所示是小明设计的一种饮水机简单原理图,其中A为水箱,L为指示灯;其电阻为10Ω,S1为电源开关,S2为温控开关,有a、b两个触点,R1为加热电阻,右表是一些技术参数.(不考虑R1、R2和指示灯L的阻值受温度变化的影响.表中的功率均为R1的功率).
(1)指示灯工作时,饮水机处于保温状态还是加热状态?
(2)电阻R2的阻值是多少?
(3)在加热状态下,50s内水吸收了2×104J的热量,则饮水机在此状态下的供热效率是多少?
(4)你认为此饮水机在设计上有什么不足之处.(写出一种即可)
属羊的狼 1年前 已收到1个回答 举报

丸子赖 幼苗

共回答了16个问题采纳率:93.8% 举报

解题思路:(1)指示灯工作和不工作时,判断出电路中连入的电阻阻值,根据P=
U2
R
比较出功率的大小即可得知答案.
(2)根据额定电压和加热总功率求出R1,再根据R1和保温功率求出R,于是利用R=RL+R1+R2即可求出R2
(3)根据W=Pt求出消耗的电能,利用η=
Q
W
求出效率;
(4)根据指示灯工作是处于保温状态和保温时消耗能量的去向即可分析得出不足之处.

(1)指示灯工作时,指示灯、R1和R2串联,指示灯不工作时,只有R1连入,因为串联电路的总阻值大于串联的任意一个电阻的阻值,所以根据P=
U2
R可知指示灯工作时电路中的功率小,即此时饮水机处于保温状态;
(2)由P=
U2
R可知:饮水机处于加热状态时R1=
U2
P加=
(220V)2
484W=100Ω.
∵饮水机处于保温状态时,指示灯、R1和R2串联,R1的保温功率为25W,
∴由P=I2R得:I=

P保
R=

25W
100Ω=0.5A,
则由I=[U/R]得:R=[U
I保=
220V/0.5A]=440Ω.
由于根据串联电路的总阻值等于串联的各电阻之和,
所以R2=R-RL-R1=440Ω-100Ω-10Ω=330Ω.
(3)饮水机处于加热状态时需要消耗的电能为W=Pt=484W×50s=24200J,
∴效率η=
Q吸
W×100%=
2×104J
24200J×100%≈82.6%;
(4)①处于保温状态指示灯工作,而处于加热状态时没有指示灯显示,所以没有加热指示灯,R1断开也不能知道;
②处于保温状态时,指示灯、R1和R2串联,R2比R1大得多,根据P=I2R可知R2消耗的电能多,而这部分电能没有用于保温,是浪费的.
答:(1)指示灯工作时,饮水机处于保温状态;
(2)电阻R2的阻值是330;
(3)饮水机在此状态下的供热效率是82.6%;
(4)饮水机在设计上不足之处有:
①没有加热指示灯,R1断开也不能知道;
②处于保温状态时,R2消耗的电能多,而这部分电能没有用于保温,是浪费的.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功与热量的综合计算.

考点点评: 此题主要考查学生对电功率的计算,欧姆定律的应用、电阻的串联等知识点的理解和掌握,此题的难点在根据判断电阻值的大小.

1年前

4
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 3.738 s. - webmaster@yulucn.com