今年,西寧市奪取了脱貧攻堅的全面勝利,農村家庭電器化普及程度越來越高。小明家電熱飲水機的簡化電路圖如圖所示,它...
問題詳情:
今年,西寧市奪取了脱貧攻堅的全面勝利,農村家庭電器化普及程度越來越高。小明家電熱飲水機的簡化電路圖如圖所示,它有加熱和保温兩種工作狀態,當S2斷開時,飲水機處於保温狀態。R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲,飲水機部分參數如表所示。
額定電壓 | 220V | |
額定功率 | 加熱功率 | 2000W |
保温功率 | 400W | |
容量 | 2.5L |
(1)飲水機在加熱狀態下正常工作,將2kg的水從20℃加熱至100℃,水吸收的熱量是多少?(水的比熱容c=4.2×103J/(kg•℃))
(2)在(1)問加熱情況下,飲水機正常工作了420s,消耗了多少電能?加熱效率是多少?
(3)電熱絲R2的阻值是多少?
【回答】
(1)飲水機在加熱狀態下正常工作,將2kg的水從20℃加熱至100℃,水吸收的熱量是6.72×105J;
(2)在(1)問加熱情況下,飲水機正常工作了420s,消耗了8.4×105J的電能,加熱效率是80%;
(3)電熱絲R2的阻值是30.25Ω。
【分析】(1)知道水的質量和初温、末温以及比熱容,根據Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的熱量;
(2)根據W=Pt求出消耗的電能,利用η=×100%求出電熱水器加熱的效率;
(3)當只閉合S1時,只有R1工作,飲水機處於保温狀態,當S1、S2同時閉合時,兩電阻並聯,飲水機處於加熱狀態,
加熱時的功率減去保温時的功率即為R2的電功率,由P=UI=算出電阻R2的阻值。
【解答】解:(1)水吸收的熱量:
Q吸=cm( t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J,
(2)由P=可得,
消耗的電能為:
W=P加熱t=2000W×420s=8.4×105J,
飲水機加熱的效率為:
η=×100%=×100%=80%;
(3)當只閉合S1時,只有R1工作,飲水機處於保温狀態,
當S1、S2同時閉合時,兩電阻並聯,飲水機處於加熱狀態,
因電路的總功率等於電阻功率之和,
所以,R2的電功率:
P2=P加熱﹣P保温=2000W﹣400W=1600W,
由P=UI=可得,
電阻R2的阻值:
R2===30.25Ω。
【點評】本題考查了電功率公式和吸熱公式、電功公式、效率公式的應用,從題目所給信息中找到有用的數據是關鍵。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題