如图是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器...
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如图是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
额定电压 | 220V |
加热功率 | 2000W |
容积 | 30L |
保温功率 | 800W |
(1)R2的阻值为多大;
(2)水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收多少热量;
(3)在上述加热状态下,热水器正常工作35min需消耗多少电能?加热效率是多少。
【回答】
(1)36.3Ω;(2)3.78×106J;(3)4.2×106J, 90%。
【解析】
(1)当开关S跳至a触点位置时,只有电阻R1接入电路,电阻值较小,根据可知,此时电功率较大,电热水器处于加热状态,由可知,R1的阻值:,当开关S跳至b触点位置时,两电阻串联,总电阻较大,电功率较小,电热水器处于保温状态,则保温功率:,即:800W=,
解得R2=36.3Ω;
(2)已知电热水器的容积V=30L=30dm3=0.03m3,
由可知,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(55℃﹣25℃)=3.78×106J;
(3)由可得,加热状态下,热水器正常工作35min需消耗电能:
W=P加热t=2000W×35×60s=4.2×106J。
加热效率:。
答:(1)R2的阻值为36.3Ω;
(2)水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收3.78×106J的热量;
(3)在上述加热状态下,热水器正常工作35min需消耗4.2×106J电能,加热效率是90%。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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