如表及图所示,是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图,该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制

如表及图所示,是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图,该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制).
热水箱容量 1L 加热时功率 500W
额定电压 220V 保温时功率 50W
求:(1)当开关S闭合,开关S0断开时,饮水机是______状态(填“加热”或“保温”)
(2)保温电阻R2的阻值是多少?
(3)若正常工作时,该电热器加热的效率为80%,将满热水箱的水从20℃加热到70℃需要多长时间?(c=4.2×103J/kg•℃,水的密度为1.0×103kg/m3
健怡可乐 1年前 已收到1个回答 举报

qin_0987654 花朵

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解题思路:(1)当开关S闭合,开关S0断开时,只有R2连入电路,分析电路电阻的变化,根据P=
U2
R
分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态;
(2)由表格数据可知,保温功率,根据P=
U2
R
求出R2的阻值;
(3)知道热水箱的容积(装满水水的体积),利用密度公式求水的质量,知道水的初末温,利用吸热公式求加热这些水所需要的热量,由电热器的效率可求得需要消耗的电能,由电功公式可求得加热所需要的时间.

(1)当开关S闭合,开关S0断开时,只有R2连入电路,
由电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,此时电路中的电阻最大,
由P=
U2
R可知,饮水机的功率最小,处于保温状态;
(2)只用电阻R2接入电路时,饮水机处于保温状态,
由P=
U2
R可得,电阻R2的阻值:
R2=
U2
P保温=
(220V)2
50W=968Ω;
(3)由ρ=[m/V]可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
水吸收的热量:
Q=cm(t-t0
=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(70℃-20℃)
=2.1×105J,
由η=
Q吸
W×100%可得,消耗的电能:
W=
Q吸
η=
2.1×105J
80%=2.625×105J,
由P=[W/t]可得,加热时间:
t=[W/P]=
2.625×105J
500W=525s.
答:(1)保温;
(2)保温电阻R2的阻值是968Ω;
(3)将满热水箱的水从20℃加热到70℃需要525s.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查了电功与热量的综合计算,涉及到电功率公式、吸热公式、密度公式、效率公式的灵活应用,分析清楚电路结构,判断出饮水的加热和保温状态是关键.

1年前

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