CFXB型熱水杯的原理圖如圖所示,它有加熱和保温兩檔,通過單*雙擲開關S進行調節,R0、R為電熱絲.當開關S接...
問題詳情:
CFXB型熱水杯的原理圖如圖所示,它有加熱和保温兩檔,通過單*雙擲開關S進行調節,R0、R為電熱絲.當開關S接加熱檔時,電路的功率為1000W,當開關S接保温檔時,電路的總功率為44W,R0、R阻值恆定不變.
整壺水的質量 | 2kg |
額定電壓 | 220V |
加熱時的總功率 | 1000W |
保温時的功率 | 44W |
(1)在保温檔正常工作時,電路中的電流是多少?
(2)電熱絲R0、R的阻值多大?
(3)在一標準大氣壓下把一滿壺水從30℃燒開需要14分鐘,求這個熱水壺的效率是多少?(c水=4.2×103J/(㎏•℃)
【回答】
【考點】電功與熱量的綜合計算.
【分析】(1)由表格數據,根據P=UI計算在保温檔正常工作時,電路中的電流;
(2)由電路圖知S接1時兩電阻串聯,為保温狀態;S接2時只有R0接入電路,為加熱狀態,根據電路特點和P=計算兩電阻的阻值;
(3)利用吸熱公式Q吸=cm△t來計算熱量;消耗的電能可利用公式W=Pt來計算,熱水壺的效率則是吸收的熱量與消耗的總電能的比.
【解答】解:
(1)由表格數據可知,保温時的功率為44W,
由P=UI可得保温檔正常工作時,電路中的電流:
I保温===0.2A;
(2)由圖知S接2時只有R0接入電路,為加熱狀態,
由P=可得R0的電阻:
R0===48.4Ω,
S接1時兩電阻串聯,為保温狀態,
總電阻:R總=R0+R===1100Ω,
所以R=R總﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水吸收的熱量:Q吸=cm(t2﹣t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×=5.88×105J;
熱水壺消耗的電能:W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J,
熱水壺的效率:η=×100%=×100%≈63.6%.
答:(1)在保温檔正常工作時,電路中的電流是0.2A;
(2)電熱絲R0、R的阻值分別是48.4Ω和1051.6Ω;
(3)熱水壺的效率是63.6%.
知識點:焦耳定律
題型:計算題