如图*是某学校使用的电开水器,乙图是简化电路(R1、R2都是加热电阻).当加入冷水后,开关接1位置,电开水器处...
问题详情:
如图*是某学校使用的电开水器,乙图是简化电路(R1、R2都是加热电阻).当加入冷水后,开关接1位置,电开水器处于加热状态,将水烧开后,开关自动跳转到2位置,电开水器处于保湿状态,电开水器额定电压为220V,容量为50L,加热功率为5.5kW.[c水=4.2×103J/(kg•℃)],求:
(1)R1的电阻;
(2)将水箱装满20℃的水加热到沸腾(标准大气压下),水吸收的热量;
(3)加满水烧开后,电开水器处于保温状态时,若无人接水,水每分钟放出的热量为6×104J,为保持水温不变,计算电阻R2的阻值.
【回答】
(1)R1的电阻为8.8Ω;(2)将水箱装满20℃的水加热到沸腾(标准大气压下),水吸收的热量为1.68×107J;(3)为保持水温不变,电阻R2的阻值为39.6Ω.
【解析】
解:(1)S接1时,电路为1的简单电路,电路中的总电阻最小,电功率最大,饮水机处于加热状态;
由可得,=8.8Ω.
(2)水的体积:V=50L=50dm3=0.05m3,由ρ=m/V可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(100℃﹣20℃)=1.68×107J.
(3)若无人接水,水每分钟放出的热量为6×104J,则根据W=t得:R=t=×60s=48.4Ω,
当S接2时,两电阻串联,饮水机处于保温状态;R2=R﹣R1=48.4Ω﹣8.8Ω=39.6Ω.
答:(1)R1的电阻R为8.8Ω;(2)将水箱装满20℃的水加热到沸腾(标准大气压下),水吸收的热量为1.68×107J;(3)为保持水温不变,电阻R2的阻值为39.6Ω.
考点:密度、热量、电功和电功率的计算
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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