图甲是某型号饮水机的铭牌,图乙是它的工作电路简图,其中R1是限流电阻,R2是加热电阻,S1是手动电源开关,S2是自动温控开关(电阻不计),当热水包中的水温低于某设定温度时,S2会自动闭合;达到某设定温度时,S2会自动弹起.丙图是饮水机正常工作时热水包水温随时间变化的图象,若热水包的初水温为20℃,质量为0.5kg.求:[c水=4.2×103J/(kg℃)]
(1)饮水机正常工作时的最大电流是多少?
(2)从第0min至第5min,水吸收的热量是多少?
(3)第0min至第5min内,饮水机热效率是多少?
网友回答
已知:P加热=880W? U额=220V? m=0.5kg? c=4.2×103J/(kg?℃)△t=80℃-20℃=60℃t=5min=300s
求:(1)I最大=?(2)Q=?(3)η=?
解:
(1)∵P=UI,
∴通过饮水机的最大电流为I最大===4A;
(2)从第0min至第5min,水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×60℃=1.26×105J;
(3)∵P=,
∴从第0min至第5min饮水机消耗的电能:
W=Pt=880W×300s=2.64×105J,
饮水机的热效率:
η=×100%=×100%≈48%.
答:(1)饮水机正常工作时的最大电流是4A;
(2)从第0min至第5min,水吸收的热量是1.26×105J;
(3)第0min至第5min内,饮水机热效率是48%.
解析分析:(1)已知饮水机的加热功率和额定电压,利用公式I=得到正常工作时的最大电流;
(2)由图象得出水的末温度,已知水的质量、比热容和初温度、末温度,利用公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(3)已知加热功率和加热时间,可以得到消耗的电能;已知水吸收的热量和消耗的电能,两者之比就是饮水机的热效率.
点评:此题考查了电功率计算公式及其变形公式的应用,热量的计算和热效率的计算,属电、热综合题,有一定的难度,突破的关键是熟悉基本公式,能从图表、图象中提取有用的信息.