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),从说明书上收集到如下表的参数和如图所示的电路原理图.求

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),从说明书上收集到如下表的参数和如图所示的电路原理图.求:
热水箱容积 2L
额定电压 220V
加热时功率 440W
保温时功率 40W
(1)当S闭合、S0断开时,饮水机处于______状态(选填“加热”或“保温”).
(2)求电R1,R2的阻值.
(3)若将水箱内装满20℃的水,需要工作25min才能加热到75℃.求加热过程中水吸收的热量和该电热饮水机的加热效率.【c=4.2×103J/(kg•℃)】
800526shy 1年前 已收到1个回答 举报

困厄的maggie 幼苗

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解题思路:(1)温控开关S0断开时,只有R2连入电路,分析电路电阻的大小,根据电功率公式分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态.
(2)根据铭牌可知额定电压和保温功率,根据R=
U2
P
求出R2的阻值;已知加热功率和保温功率,可求电阻R1工作时的功率,根据R=
U2
P
求出R1的阻值;
(3)先根据m=ρV求出水箱内水的质量,根据Q=cm△t求出水吸收的热量,根据W=Pt求出电流做的功,利用η=[Q/W]求出该电热饮水机的加热效率.

(1)当S0断开时,只有R2连入电路;当S0闭合时,R1、R2均被连入电路,且为并联.
两种情况相比,当S0断开时电路电阻大,饮水机的工作电流较小,根据P=UI可知,此时饮水机消耗的电功率也较小.故当S0断开时饮水机处于保温状态.
(2)R2的阻值为R2=
U2
P保温=
(220V)2
40W=1210Ω;
电阻R1工作时的功率P1=P加热-P保温=440W-40W=400W;
电阻R1=
U2
P1=
(220V)2
400W=121Ω;
(3)水箱中的水质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
水吸收的热量:
Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(75℃-20℃)=4.62×105J,
电流做的功:
W=P加热t=440W×25×60s=6.6×105J,
∵该电路是纯电阻电路,
∴Q=W,
饮水机的加热效率:
η=
Q吸
W×100%=
4.62×105J
6.6×105J×100%=70%.
答:(1)当S0断开时,饮水机处于保温状态;
(2)电阻R1的阻值为121Ω;电阻R2的阻值1210Ω;
(3)加热过程中水吸收的热量为4.62×105J,该电热饮水机的加热效率为70%.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查质量、电功、吸收热量、效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点利用电功率的公式结合电路图对饮水机状态的判断.

1年前

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