某种电热水壶有加热和保温两种工作状态,从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图.(保温功率为饮水机处于保温状态时的饮水机的总功率)求解下列问题:容量1L

发布时间:2020-08-08 20:19:41

某种电热水壶有加热和保温两种工作状态,从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图.(保温功率为饮水机处于保温状态时的饮水机的总功率)求解下列问题:
容量1L额定电压220V加热功率1000W保温功率44W(1)当开关S与接线柱1相连时,①饮水机处于______(填“加热”或“保温”)状态;②电路中的电流.
(2)电阻R的阻值.
(3)电热水壶加满水后,在额定电压下将水从20℃加热到80℃,需要加热多长时间?(假设电流产生的热量全部被水吸收)[1L=1×10-3m3,c水=4.2×103J/(kg?℃)].

网友回答

解:(1)①当开关S与接线柱1相连时,电路中两电阻串联,电阻相对较大,电功率较小,处于保温状态;
②表中保温功率P保=44W,
∵P=UI,
∴保温状态下的电流为:
I===0.2A;
(2)∵P=,
∴保温状态下的电阻值:R总===1100Ω,
当开关S与接线柱2相连时,电阻R被短路,此时电路电阻最小,电功率最大,处于加热状态,
加热状态下的R0电阻值:R0===48.4Ω,
所以电阻R的阻值:R=R总-R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水的质量m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(80℃-20℃)=2.52×105J,
电热水壶在额定电压下放出的热量:Q放=Q吸=2.52×105J,
∵Q=W=Pt,
∴加热的时间:
t====252s.
答:(1)①保温;②电路中的电流为0.2A;
(2)电阻R的阻值1051.6Ω;
(3)需要加热的时间为252s.
解析分析:(1)根据公式P=可知,电源电压不变,当电路电阻变大时,电路消耗的电功率就小,就处于保温状态;当电路电阻变小时,电路消耗的电功率就大,就处于加热状态;根据公式P=UI求出电流;
(2)根据公式P=分别求出加热状态和保温状态时的电阻值,再求出电阻R的阻值;
(3)求出水的质量,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量,即电水壶放出的热量,再根据Q=W=Pt求出加热时间.

点评:本题考查电流、电阻、质量、吸收热量、时间等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是开关接1和接2时电路的情况,要学会从题目所给信息中找到有用的数据.在计算过程中要特别注意单位的换算.
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