如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖,温控開關S可根據水温自動切換加熱和保温兩種狀態,R1、R2是發熱電阻,熱水器...
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問題詳情:
如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖,温控開關S可根據水温自動切換加熱和保温兩種狀態,R1、R2是發熱電阻,熱水器主要參數如下表。[水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃)]
額定電壓 | 220V |
加熱功率 | 2000W |
容積 | 30L |
保温功率 | 800W |
(1)R2的阻值為多大;
(2)水箱中裝滿初温為25℃的水,加熱使温度升高到55℃,水需要吸收多少熱量;
(3)在上述加熱狀態下,熱水器正常工作35min需消耗多少電能?加熱效率是多少。
【回答】
(1)36.3Ω;(2)3.78×106J;(3)4.2×106J, 90%。
【解析】
(1)當開關S跳至a觸點位置時,只有電阻R1接入電路,電阻值較小,根據可知,此時電功率較大,電熱水器處於加熱狀態,由可知,R1的阻值:,當開關S跳至b觸點位置時,兩電阻串聯,總電阻較大,電功率較小,電熱水器處於保温狀態,則保温功率:,即:800W=,
解得R2=36.3Ω;
(2)已知電熱水器的容積V=30L=30dm3=0.03m3,
由可知,水的質量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(55℃﹣25℃)=3.78×106J;
(3)由可得,加熱狀態下,熱水器正常工作35min需消耗電能:
W=P加熱t=2000W×35×60s=4.2×106J。
加熱效率:。
答:(1)R2的阻值為36.3Ω;
(2)水箱中裝滿初温為25℃的水,加熱使温度升高到55℃,水需要吸收3.78×106J的熱量;
(3)在上述加熱狀態下,熱水器正常工作35min需消耗4.2×106J電能,加熱效率是90%。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題