如图甲所示是海尔牌电热饮水机的工作原理图.该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).其铭牌如图乙所示,其中保温功率已模糊不清.已知R1、R2中有

发布时间:2020-08-07 02:22:01

如图甲所示是海尔牌电热饮水机的工作原理图.该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).其铭牌如图乙所示,其中保温功率已模糊不清.已知R1、R2中有一电阻的阻值为2112Ω.求:

(1)水箱中装满水时的水的总质量是多大?
(2)计算并说明,将满水箱初温为20℃的水烧开(标准大气气压下),饮水机至少需要消耗多少电能?
(3)根据已知条件,得出电阻R2阻值?
(4)该饮水机的保温状态下的总功率?

网友回答

解:
(1)水箱中装满水时水的体积:
V=V容=2L=0.002m3,
∵ρ=,
水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×0.002m3=2kg;
(2)把2kg20℃的水烧开(100℃)吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
至少需要消耗的电能:
W=Q吸=6.72×105J;
(3)如图甲,当开关S、S0都闭合时,R1被短路,电路中只有R2,处于加热状态,
∵P=,
∴R2====88Ω;
则R1=2112Ω,
(4)如图甲,当开关S闭合、S0断开时,电路中R1和R2串联,处于保温状态,
总电阻R=R1+R2=2112Ω+88Ω=2200Ω,
保温总功率:
P===22W.
答:(1)水箱中装满水时的水的总质量是2kg;
(2)将满水箱初温为20℃的水烧开(标准大气气压下),饮水机至少需要消耗6.72×105J的电能;
(3)电阻R2阻值为88Ω;
(4)该饮水机的保温状态下的总功率为22W.
解析分析:(1)知道热水箱的容量(水箱中装满水时水的体积),利用m=ρV求水的质量;
(2)求出了水的质量,又知道水的初温和末温(标准大气气压下水的沸点为100℃),利用Q吸=cm△t求水吸收的热量,即至少消耗的电能值;
(3)如图甲,当开关S、S0都闭合时,R1被短路,电路中只有R2,根据P=可知此时电功率大,处于加热状态,知道电压和加热功率,利用R=求电阻R2阻值;
(4)如图甲,当开关S闭合、S0断开时,电路中R1和R2串联,根据P=可知此时电功率较小,处于保温状态,求出总电阻,知道电压,利用P=求保温总功率.

点评:本题是一道热学和电学的综合计算题,要求熟练应用电功率公式及其变形公式、热量公式,其中根据公式P=确定加热、保温状态是本题的关键.
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