如图甲、乙、丙所示的是一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图,R1、R2均为电热丝.求:

如图甲、乙、丙所示的是一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图,R1、R2均为电热丝.求:
(1)当该热水器装满20℃的水时,1标准大气压下把水烧开,需要吸收多少热量?
(2)装满水时出水口距离底部10cm,则出水口受到水的压强多大?(g取10N/kg)
(3)电热水器中电阻R2的阻值为多大?
(4)如果在用电高峰,电热水器工作的实际电压只有198V,此电热水器加热时的实际功率为多大?
(5)假设在用电高峰时电流做功全部用于给水加热,则烧开一壶水需要的时间是多少?
yuangweng 1年前 已收到1个回答 举报

weihua78 花朵

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解题思路:(1)液体沸点与大气压强有关,在标准大气压下水的沸点是100℃;(2)计算水对出水口处的压强,需要利用公式P=ρgh,出水口距离底部10cm,此处的深度应该是整壶水深减去下部的10cm;(3)在丙图中,如果温控开关闭合,电阻R2短路,此时无电流通过R2;温控开关断开,电阻R1和R2串联;(4)实际电压低于额定电压,相应地实际功率也低于额定功率,但电热丝的电阻值是一定的;(5)水需要的热量和电热水器的实际功率都已经得出,只要利用公式t=WP就可以求出所需的时间.

(1)水吸收的热量为
Q=cm(t-t0
=4.2×103J/(kg•℃)×15×10-3 m3×1.0×103kg/m3×(100℃-20℃)
=5.04×106J
(2)出水口处水的深度为
h=60cm-10cm=50cm=0.5m
所以出水口处水的压强为
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m
=5×103Pa
(3)温控开关闭合时,电阻R2短路,热水器处于加热状态
R1=
U2
P额=
(220V)2
2000W=24.2Ω
温控开关断开时,电阻R1和R2串联,热水器处于保温状态
根据题意得
(220V)2
24.2Ω+R2=40W
解得 R2=1185.8Ω
(4)设实际功率为P
根据题意得
(220V)2
2000W=
(198V)2
P实
解得P=1620W
(5)烧开一壶水需要的时间为
t=
Q吸
P实=
5.04×106J
1620W≈3.1×103s
答:
(1)水吸收的热量为5.04×106J;
(2)出水口受到水的压强为5×103Pa;
(3)电热水器中电阻R2的阻值为1185.8Ω;
(4)电热水器加热时的实际功率为1620W;
(5)烧开一壶水需要的时间约为3.1×103s

点评:
本题考点: 液体的压强的计算;欧姆定律的应用;电功的计算.

考点点评: 此题设计巧妙,考查知识点全面,难度略大,作为中考压轴题非常合适.

1年前

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