容积为1L的某品牌电热水壶如图*所示,其加热功率为1000W,保温时功率为121W,简化电路如图乙所示,S为加...
问题详情:
容积为1L的某品牌电热水壶如图*所示,其加热功率为1000W,保温时功率为121W,简化电路如图乙所示,S为加热和保温自动转换开关,在一个标准大气压下,该电热壶正常工作,将一壶初温为20℃的水烧开,此过程中电热壶的效率为70%.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)在此过程中,水吸收的热量;
(3)烧开一壶水,需要的加热时间。
【回答】
(1)电阻R2的阻值为400Ω;
(2)在此过程中,水吸收的热量为3.36×105J;
(3)烧开一壶水,需要的加热时间为8min。
【解析】(1)由电路图可知,当开关S闭合时,R1与R2并联,电路的电阻较小,由P=U2/R可知此时电饭煲的功率较大,为加热档,P加热=1000W;
当开关S断开时,电路中只有R2,电饭煲的功率较小,为低温档,P保温=121W,由P=U2/R可得电阻R2的阻值:R2===400Ω;
(2)由ρ=m/v得水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
(3)由题知,Q吸=70%×W,电热壶消耗的电能:
W===4.8×105J,
由P=W/t可得加热时间:t===480s=8min。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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