某型号电水壶的铭牌如图1,如图2是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,随温度变化闭合或断开,从而实现了自动控制保温和加热两种状态.加热器电阻变

发布时间:2020-08-11 09:29:45

某型号电水壶的铭牌如图1,如图2是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,随温度变化闭合或断开,从而实现了自动控制保温和加热两种状态.加热器电阻变化忽略不计,则:
(1)当S闭合时,电水壶处于______状态,电阻R0的作用是______.
(2)若电水壶的效率为84%,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开至少需要多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃)].
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是0.2A,此时电阻R0的电功率是多少?

网友回答

解:(1)当S闭合时电路为电阻R的简单电路,电阻较小,由P=可知,此时电功率大,故此时处于加热状态;
当S断开时电阻R、R0串联,根据串联电路的分压特点可知,R两端分得的电压变小,此时电功率最小处于保温状态.
(2)水吸收的热量为:
Q=cm(t2-t1)=cρV(t2-t1)=4.2×103J/(kg?℃)×1.0×103kg/cm3×2×10-3m3×(100℃-23℃)=6.468×105J,
由η=×100%可得,消耗的电能:
W===7.7××105J,
由W=Pt可得,加热时间:
t===700s;
(3)由欧姆定律可得,串联后的总电阻:
R总===1100Ω,
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
∴保温电阻:
R0=R总-R=1100Ω-44Ω=1056Ω,
电阻R0的电功率:
P=I2R0=(0.2A)2×1056Ω=42.24W.
答:(1)加热;分压限流;
(2)在标准大气压下烧开至少需要700s;
(3)电阻R0的电功率是42.24W.
解析分析:(1)当S闭合时电路为电阻R的简单电路,当S断开时电阻R、R0串联,根据串联电路的电阻分压特点和P=进行判断电壶的状态;
(2)由Q=cm△t和m=ρV求出水所吸收的热量,再根据效率公式和t=求出加热时间;
(3)保温时两电阻串联,由串联电路的特点和欧姆定律可求得电阻,由P=I2R求出电阻R0的功率.

点评:本题考查了电阻、电功、质量、吸热、效率等的计算,关键是公式及其变形式的灵活应用,综合性较强,具有一定的难度.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!