如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其电路原理图.电热水壶最多能装1L的水,有加热和保温两个档,定值电阻R1的阻值为21

如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其电路原理图.电热水壶最多能装1L的水,有加热和保温两个档,定值电阻R1的阻值为2156Ω,电热丝R2的阻值为44Ω.
(1)开关S1、S2分别处于什么状态时,电热水壶处于加热状态?此时电热水壶的加热电功率是多少?
(2)在1标准大气压下将一壶30℃的水烧开需要5分钟,则此过程中水所吸收的热量是多少?(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
(3)在这次烧水中,电热水壶的效率是多少?
kyle71 1年前 已收到1个回答 举报

1828jun 幼苗

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解题思路:(1)根据公式P=
U2
R
可知,电阻越小,电功率越大;当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,再闭合开关S2时,只有R2工作;根据公式P=
U2
R
求加热功率;
(2)在1标准大气压下水的沸点是100℃,根据密度公式求出水的质量,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量,(3)根据W=Pt求出烧开这壶水消耗的电能;吸收的热量与消耗的电能的比值就是电饭锅把电能转化为热能的效率.

(1)由电路图可知,当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,再闭合开关S2时,只有R2工作,
根据公式P=
U2
R可知,电阻越小,电功率越大,当S1、S2均闭合时电热水壶处于加热状态;
加热功率为:P加热=
U2
R2=
(220V)2
44Ω=1100W;
(2)根据ρ=[m/V]可知,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
在1标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-30℃)=2.94×105J;
(3)烧开这壶水消耗的电能:W=P加热t=1100W×5×60s=3.3×105J;
电能转化为热的效率:
η=
Q 吸
W×100%=
2.94×105J
3.3×105J×100%≈89%.
答:(1)开关S1、S2均处于闭合状态时,电热水壶处于加热状态;电热水壶的加热电功率是1100W;
(2)在此过程中水所吸收的热量是2.94×105J;
(3)在这次烧水中,电热水壶的效率是89%.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查电功率、吸收热量、消耗电能、转化效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道开关断开与闭合时电热水壶的状态的判断,解题过程中要注意单位的换算.

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