電熱加濕器靠電流的熱效應工作。某種家用電熱加濕器相關參數、外形、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉...
問題詳情:
電熱加濕器靠電流的熱效應工作。某種家用電熱加濕器相關參數、外形、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產生熱量,使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出,增加環境濕度。當加熱倉中的水減少到一定程度時,自動閥門智能打開,水由儲水箱進入到加熱倉中。
工作電壓220V | ||
工作頻率50Hz | ||
最大運行功率40W | ||
儲水箱容量2.4L | ||
尺寸高315mm,底部直徑168mm | ||
滿水工作時間高氣霧量 10h,低氣霧量24h |
(1)當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時,加濕器以最大運行功率工作,求電熱絲R1的電阻值。
(2)如果加熱倉內冷水的温度為20℃,用最大運行功率工作,經過5min36s,水沸騰產生蒸氣,求加熱倉中水的體積。[c水=4.2×103J/(kg•℃)。ρ水=1×103kg/m3,電熱絲R1產生的熱量全部被水吸收。環境為標準大氣壓]
(3)當滑片移到最右端時,氣霧調節器R2的阻值為990Ω,加濕器以最低氣霧量工作,求此時電熱絲R1的電功率是多少瓦?
【回答】
(1)電熱絲R1的阻值為1210Ω;(2)加熱倉中水的體積為40cm3;(3)此時電熱絲R1的電功率是12.1W。
【解析】(1)當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時,氣霧調節器R2被短路,只有電熱絲R1工作,加濕器的功率最大,
由P=UI=可得,電熱絲R1的阻值:R1===1210Ω;
(2)以最大功率工作t1=5min36s=336s電阻絲R1產生的熱量:
Q=W=Pt1=40W×336s=13440J,
因電阻絲R1產生的熱量全部被水吸收,所以,水吸收的熱量Q吸=Q=13440J,
標準大氣壓下水的沸點為100℃,由Q吸=cm(t﹣t0)得,水的質量:
m===0.04kg=40g,
由ρ=可得,加熱倉中水的體積:V===40cm3;
(3)當滑片移到最右端時,R2的最大阻值和R1串聯,因串聯電路中總電阻等於各分電壓之和,所以,電路中的電流:I===0.1A,
此時電熱絲 R1的電功率:P1=I2R1=(0.1A)2×1210Ω=12.1W。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題