小星家新添置了一台饮水机,其铭牌如下表所示.图是该饮水机内部简化电路的示意图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是定值电阻,R2是供加热的电阻丝.分析电路图可知,当S

发布时间:2020-07-29 21:12:47

小星家新添置了一台饮水机,其铭牌如下表所示.图是该饮水机内部简化电路的示意图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是定值电阻,R2是供加热的电阻丝.分析电路图可知,当S接通时,饮水机处于加热状态,当断开时,饮水机处于保温状态.[C水=4.2×103J/(kg?℃)]额定电压220V环境温度10℃~38℃频率50Hz环境湿度≤90%加热功率550W日耗电量0.8kW?h制热水能力≥90℃?5L/h防触电类Ⅰ类问:(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?加热电阻丝的阻值为多大?
(2)正常工作时,该饮水机将热水罐中质量为0.6kg,温度为22℃的水加热至97℃时,需用时6min.水吸收多少热量?该饮水机处于加热状态时的效率是多少?
(3)如果要使保温状态时的功率是加热状态时功率的四分之一(指电路的总功率),R1的电阻值应为多大?

网友回答

解:(1)由表格可知:
加热状态下,饮水机正常工作的功率P=550W;
饮水机正常工作时电路中的电流:
I===2.5A;
加热电阻丝的阻值:
R2===88Ω.
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.6kg×(97℃-22℃)=189000J;
加热状态下电流做的功:
W=Pt=550w×6×60s=198000J;
饮水机处于加热状态时的效率:
η==≈95.45%.
(3)由题意可知:
保温状态时的功率P’=0.25P;
此时电路的总电阻:
R总===352Ω,
加热状态时R1、R2 串联,
所以R1的电阻值:
R1=R总-R2=352Ω-88Ω=264Ω.
答:(1)加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是2.5A;加热电阻丝的阻值为88Ω.
(2)水吸收热量为189000J;该饮水机处于加热状态时的效率约是95.45%.?
(3)R1的电阻值应为264Ω.
解析分析:(1)已知饮水机的加热功率,根据I=求出此时的电流;根据R=求出加热电阻丝的阻值;(2)由Q吸=cm△t求出水吸收的热量;由W=Pt求出电流做的总功;代入η=即可求出饮水机的加热效率;(3)先求出此时的总功率,根据R=求出总电阻;保温状态时R1、R2 串联,求出R1 的阻值.

点评:本题重点考查了欧姆定律和功率公式的灵活运用,综合性比较强,有一定的难度.
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