小明在離家不遠處施工,臨時用導線將電水壺和電水龍頭(打開幾秒鐘就能流出熱水)接入家中電能表(3000r/(kW...
問題詳情:
小明在離家不遠處施工,臨時用導線將電水壺和電水龍頭(打開幾秒鐘就能流出熱水)接入家中電能表(3000r/(kW•h))。如圖所示。電水壺的規格為“220V 1210W”,電水龍頭的規格為“220V 2420W”,當電路中單獨使用電水壺燒水時,鋁盤轉動110r,用時120s。在電路中單獨使用電水龍頭洗漱時,用了180s。導線、電水壺和電水龍頭的電阻不隨温度變化。求:
(1)電水壺和電水龍頭的電阻;
(2)導線的電阻;
(3)在洗漱時,導線上產生的熱量。
【回答】
(1) 40Ω和20Ω;(2) 4Ω;(3) 60500J
【解析】
(1)根據公式分別求出電水壺和電水龍頭的電阻;
(2)根據電能表表盤轉過的數目求出消耗的電能,根據求出電水壺和導線的功率;然後根據功率和電壓求出總電阻,根據串聯電路的電阻關係求出導線的電阻;
(3)根據導線的電阻和水龍頭的電阻求出其總功率;根據焦耳定律求出產生的熱量。
【詳解】
解:(1)電水壺的規格為“220V 1210W”,電水龍頭的規格為“220V 2420W”,根據公式可知,電水壺的電阻為
電水龍頭的電阻為
(2)當電路中單獨使用電水壺燒水時,消耗的電能為
此時電路的總功率為
此時電水壺和導線的總電阻為
由於導線與電水壺串聯接入電路中,則導線的電阻為
R線=R總−R壺=44Ω−40Ω=4Ω
(3)電水龍頭和導線的總電阻為
R'=R線+R水龍頭=20Ω+4Ω=24Ω
此時導線和水龍頭的功率為
根據公式P=I2R可知,I2=
則導線上產生的熱量為
Q=I2R't=×4Ω×180s=60500J
答:(1)電水壺和電水龍頭的電阻分別為40Ω和20Ω;
(2)導線的電阻為4Ω;
(3)在洗漱時,導線上產生的熱量為60500J。
【點評】
本題考查了電功率公式的靈活運用,關鍵是電能表參數理解和電能的求法,有較大的難度。
知識點:電能 電功
題型:計算題