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電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),從說明書上收集到如下表的參數(shù)和如圖所示的電路原理圖.求:
熱水箱容積 2L
額定電壓 220V
加熱時(shí)功率 440W
保溫時(shí)功率 40W
(1)當(dāng)S0斷開時(shí),飲水機(jī)處于
保溫
保溫
狀態(tài)(選填“加熱”或“保溫”).
(2)求電R2的阻值.
(3)求電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流.
(4)若將水箱內(nèi)裝滿20℃的水,需要工作25min才能加熱到75℃.求加熱過程中水吸收的熱量和該電熱飲水機(jī)的加熱效率.
分析:(1)溫控開關(guān)S0斷開時(shí),只有R2連入電路,分析電路電阻的大小,根據(jù)電功率公式分析電路功率大小可知飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài).
(2)根據(jù)銘牌可知額定電壓和保溫功率,根據(jù)R=
U2
P
求出R2的阻值;
(3)根據(jù)銘牌可知額定電壓和加熱功率,根據(jù)I=
P
U
求出飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流;
(4)先根據(jù)m=ρV求出水箱內(nèi)水的質(zhì)量,根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量,根據(jù)W=Pt求出電流做的功,利用η=
Q
W
求出該電熱飲水機(jī)的加熱效率.
解答:解:(1)當(dāng)S0斷開時(shí),只有R2連入電路;當(dāng)S0閉合時(shí),R1、R2均被連入電路,且為并聯(lián).
兩種情況相比,當(dāng)S0斷開時(shí)電路電阻大,飲水機(jī)的工作電流較小,根據(jù)P=UI可知,此時(shí)飲水機(jī)消耗的電功率也較小.故當(dāng)S0斷開時(shí)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài).
(2)R2的阻值為R2=
U2
P保溫
=
(220V)2
40W
=1210Ω;
(3)電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流I加熱=
P加熱
U
=
440W
220V
=2A;
(4)水箱中的水質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
水吸收的熱量:
Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(75℃-20℃)=4.62×105J,
電流做的功:
W=Pt=440W×25×60s=6.6×105J,
∵該電路是純電阻電路,
∴Q=W,
飲水機(jī)的加熱效率:
η=
Q
W
×100%=
4.62×105J
6.6×105J
×100%=70%.
答:(1)當(dāng)S0斷開時(shí),飲水機(jī)處于 保溫狀態(tài);
(2)電阻R2的阻值1210Ω;
(3)電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流為2A;
(4)加熱過程中水吸收的熱量為4.62×105J,該電熱飲水機(jī)的加熱效率為70%.
點(diǎn)評:本題考查質(zhì)量、電流、電功、吸收熱量、效率等的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,難點(diǎn)利用電功率的公式結(jié)合電路圖對飲水機(jī)狀態(tài)的判斷.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

李佳同學(xué)家里的電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種狀態(tài),這兩種狀態(tài)輪流工作,完全由溫控開關(guān)S0自動控制:當(dāng)膽內(nèi)水的溫度被加熱到90℃時(shí),加熱狀態(tài)就停止而進(jìn)入保溫狀態(tài);當(dāng)膽內(nèi)水的溫度降到60℃時(shí),加熱狀態(tài)就啟動.如圖是該飲水機(jī)的電路原理圖.李佳同學(xué)通過觀察還發(fā)現(xiàn):當(dāng)膽內(nèi)裝有1千克水時(shí),飲水機(jī)的加熱狀態(tài)每次只啟動5分鐘就停止.問:
(1)溫控開關(guān)S0在何種狀態(tài)(斷開或閉合)時(shí),飲水機(jī)處在保溫狀態(tài)?這時(shí)飲水機(jī)的電功率是多少?
(2)在加熱狀態(tài)中,飲水機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是多少?[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]
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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?德城區(qū)二模)電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制〕,從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖所示的電路原理圖,當(dāng)溫控開關(guān)S0斷開時(shí),飲水機(jī)處于
保溫
保溫
(保溫/加熱)工作狀態(tài);電阻R1的阻值為
121
121
Ω.
額定電壓 220V
加熱功率 440W
保溫功率 40W

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科目:初中物理 來源: 題型:

某種電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),從它的說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及圖所示的簡化電路原理圖.求:[c=4.2×103J/【kg?℃)】
熱水箱容量 1L
額定電壓 220V
加熱功率 1000W
保溫功率 44W
(1)當(dāng)S閉合,S1斷開時(shí),飲水機(jī)處于
保溫
保溫
(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài).
(2)求:①一滿熱水箱水的質(zhì)量;②保溫時(shí)的電流.
(3)求電阻R2的大小.
(4)將一滿熱水箱的水從20℃加熱到80℃需要吸收多少熱量?若加熱效率為90%,需要加熱多長時(shí)間?[c=4.2×103J/(kg?℃),ρ=1.0×103kg/m3].

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科目:初中物理 來源: 題型:

某種電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),從它的說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖所示的簡化電路原理圖.
熱水箱容量 1L
額定電壓 220V
加熱功率 1000W
保溫功率 44W
(1)當(dāng)S閉合,S0斷開時(shí),飲水機(jī)處于
保溫
保溫
(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài).
(2)將一滿熱水箱的水從20℃加熱到80℃需要吸收多少熱量?若加熱效率為90%,需要加熱多長時(shí)間?[c=4.2×103J/(kg?℃),ρ=1.0×103kg/m3].

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科目:初中物理 來源: 題型:

電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),從說明書上收集到如下數(shù)據(jù)及如圖所示的電路原理圖.
熱水箱容積 2L
額定電壓 220V
加熱時(shí)的功率 400W
保溫時(shí)的功率 40W
(1)為安全起見,該電熱水器使用的插座應(yīng)選用圖中的哪一個(gè)?

(2)請分析說明溫控開關(guān)S0斷開時(shí),飲水機(jī)處于哪種工作狀態(tài)?
(3)求電阻R2的阻值.
(4)求電熱飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的工作電流.

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