有一种电水壶的铭牌如下表,右图是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,S处于闭合状态,加热器加热;当水沸腾后,S会自动断开进入保温

发布时间:2020-07-29 20:58:17

有一种电水壶的铭牌如下表,右图是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,S处于闭合状态,加热器加热;当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现自动温度开关控制.若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化忽略不计,则:
(1)若该电水壶产生热量的80%被水吸收,那么用该电水壶将一壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg?℃)].
(2)经测定该电水壶正常保温时的保温功率为44W,求R0的阻值.

网友回答

解:(1)根据ρ=可得,壶内水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×103m3=2kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-23℃)=6.468×105J;
∵η=,
∴消耗的电能W===8.085×105J,
∵W=Pt,
∴加热时间t===735s;
(2)S闭合加热时,电路为R的简单电路,根据P=可得:
R===44Ω,
当S断开时,R与R0串联,根据P=可得:
R两端的电压UR===44V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴=,即=,
解得:R0=176Ω.
答:(1)用该电水壶将一壶23℃的水在标准大气压下烧开需要735s;
(2)R0的阻值为176Ω.
解析分析:(1)先根据水的密度和体积求出质量,标准大气压下水的沸点是100℃,再根据公式Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,利用消耗公式求出消耗的电能,利用W=Pt求出加热时间;(2)S闭合加热时,电路为R的简单电路,根据P=求出R的阻值;当S断开时,R与R0串联,根据P=求出R两端的电压,利用串联电路的电压特点求出R0两端的电压,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R0的阻值.

点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、吸热公式、效率公式的灵活应用,关键是明白铭牌参数的含义,要注意联系电学知识解决生活中的物理应用.
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