学校电加热水箱的铭牌如表,该电加热水箱采用7根相同规格的电阻丝共同给水加热,正常情况下,把一满箱水从20℃加热到100℃

学校电加热水箱的铭牌如表,该电加热水箱采用7根相同规格的电阻丝共同给水加热,正常情况下,把一满箱水从20℃加热到100℃只需50min,但有一次加热了70min,水温只升高了48℃,经检查,发现有几根电阻丝断了.[c=4.2×103J/(kg•℃)]
电加热水箱
最大加热水量/L 200
额定电压/V 220
额定功率/W 28000
(1)该电加热水箱的7根加热电阻丝是______(串联/并联)的.
(2)该电加热水箱在正常情况的加热效率是多少?
(3)若电加热水箱的加热效率不变,请通过计算说明,断了几根电阻丝?
金色黄昏 1年前 已收到1个回答 举报

最爱桔梗花 幼苗

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解题思路:(1)根据P=
U2
R
即可判断加热的电阻丝的连接方式;
(2)从铭牌知道水的体积,利用密度公式求水的质量,又知道水的初温和末温,利用吸热公式求出水吸收的热量;水吸收的热量为有用能量,加热器正常工作50min消耗的电能为总能量,利用效率公式求热水器的效率;
(3)若电加热水箱的加热效率不变,先求出水温只升高了48℃吸收的热量,再利用效率公式和加热时间求热水器的实际定功率,最后根据P=nP0求出能加热的电阻丝根数,于是即可知道断了几根电阻丝.

(1)由P=
U2
R可知:电阻越小功率越大,因为并联电路的电阻小于任意一个支路的电阻,串联电路的电阻大于串联的任意一个电阻,所以为了增大功率7根加热电阻丝是并联使用;
(2)由ρ=[m/V]得:水箱中水的质量m=ρV=1×103kg/m3×200×10-3m3=200kg,
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃-20℃)=6.72×107J;
由P=[W/t]得:加热器正常工作50min消耗的电能W=Pt=28000W×50×60s=8.4×107J;
加热效率η=
Q吸
W×100%=
6.72×107J
8.4×107J×100%=80%.
(3)加热70min时,
水吸热Q′=cm△t′=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×48℃=4.032×107J;
∵电加热水箱的加热效率不变,
∴由η=
Q吸
W得:
消耗电能W′=
Q吸′
η=
4.032×107J
80%=5.04×107J,
∴电热丝实际功率P=[W′/t]=
5.04×107J
70×60s=12000W
∵P=7P0=28000W,∴P0=4000W,
则实际工作的根电阻丝根数n′=
P实
P0=[12000W/4000W]=3,
所以水箱断了的电阻丝根数为7-3=4根.
答:(1)并联.
(2)该电加热水箱在正常情况的加热效率是80%.
(3)若电加热水箱的加热效率不变,断了4根电阻丝.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、效率公式、电功率公式的掌握和运用,计算时注意单位统一;在求取热水器的效率时,要搞清所求出的两个热量的关系,明确水吸收的热量占放出的总热量的比,就是热水器的效率.

1年前

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