(2014•東營)無內膽飲水機﹣﹣管線機的電路原理如圖,電熱絲R1、R0繞在出水管上,水經過出水管時被加熱,通...
問題詳情:
(2014•東營)無內膽飲水機﹣﹣管線機的電路原理如圖,電熱絲R1、R0繞在出水管上,水經過出水管時被加熱,通過改變“温、開水選擇開關”的狀態(“斷開”或“閉合”),可以選擇出温水或開水.該管線機的額定電壓是220V,開水加熱電功率是2200W,温水加熱電功率是1100W.已知:電熱絲R1、R0電阻不隨温度變化,水的比熱容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ=1×103kg/m3,取g=10N/kg.問:
(1)“温、開水選擇開關”的狀態和出温水、開水的對應關係如何?
(2)飲水機正常工作,出開水時電熱絲中的電流是多少?電熱絲R0的電阻是多少?
(3)現在需要100℃的開水500mL,已知水的初温是20℃,水需要吸收多少熱量?如果電能轉化為水的內能的效率是80%,飲水機正常工作時,燒開這些水需要多少時間?
【回答】
解:(1)當開關S閉合時,只有電阻R0接入電路;由P=可知,此時飲水機處於加熱狀態;
當開關S斷開時,電阻R1和R0串聯接入電路,此時飲水機處於保温狀態.
(2)根據題意可知,P加=2200W,由P=UI可知,飲水機出開水時電熱絲中的電流:I===10A.
飲水機處於加熱狀態時,只有電阻R0接入電路,由P=可知,R0===22Ω,
(3)由ρ=可知,水的質量:m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10﹣6m3=0.5kg;
水吸收的熱量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×105J;
由η=可得,W===2.1×105J;
由W=Pt可知,t==≈95.45s.
答:(1)當開關S閉合時,只有電阻R0接入電路;此時飲水機處於加熱狀態;
當開關S斷開時,電阻R1和R0串聯接入電路,此時飲水機處於保温狀態.
(2)飲水機正常工作,出開水時電熱絲中的電流是10A;電熱絲R0的電阻是22Ω;
(3)現在需要100℃的開水500mL,已知水的初温是20℃,水需要吸收了1.68×105J的熱量;
如果電能轉化為水的內能的效率是80%,飲水機正常工作時,燒開這些水需要的時間為95.45s.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題