火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图.它有高、中、低三个加热档位,旋...
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火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图.它有高、中、低三个加热档位,旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱.正常工作时,低温档功率为高温档功率的,R1为242Ω,R2为60.5Ω.(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温档?
(2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳?
(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅*工作,用高温档加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转.请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?(电能表的铭牌上标有3000r/(kW•h))
【回答】
(1) “1和2”;(2)181.5欧姆; 1.2×104J;(3)此时电火锅不正常工作
【详解】
(1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,R2、R3串联,电路电阻最大,根据P=可知,电功率最小,火锅处于低温档;当旋钮开关置于“2和3”接线柱时,R3被短路,电路为R2的简单电路,电路电阻较大,根据P=可知,电功率较大,火锅处于中温档;当旋钮开关置于“3和4”接线柱时,R1、R2并联,电路电阻最小,根据P=可知,电功率最大,火锅处于高温档.
(2)高温档时的电功率:P高=P1+P2=+=+=1000W,由题意知,低温档功率为高温档功率的,即:P低=P高=×1000W=200W,由P=可得,低温档时电路总电阻:R===242Ω,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3=R﹣R2=242Ω﹣60.5Ω=181.5Ω.电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量:Q=W=P低t=200W×60s=1.2×104J.
(3)电能表的表盘转了81转,电火锅消耗的电能:W′==0.027kW•h=9.72×104J,则电火锅的功率:P′===810W,因为电火锅的实际功率P′<P高,所以,此时电火锅不正常工作.
知识点:电能 电功
题型:计算题
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