CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单*双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝.当开关S接...
问题详情:
CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单*双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝.当开关S接加热档时,电路的功率为1000W,当开关S接保温档时,电路的总功率为44W,R0、R阻值恒定不变.
整壶水的质量 | 2kg |
额定电压 | 220V |
加热时的总功率 | 1000W |
保温时的功率 | 44W |
(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是多少?
(2)电热丝R0、R的阻值多大?
(3)在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟,求这个热水壶的效率是多少?(c水=4.2×103J/(㎏•℃)
【回答】
【考点】电功与热量的综合计算.
【分析】(1)由表格数据,根据P=UI计算在保温档正常工作时,电路中的电流;
(2)由电路图知S接1时两电阻串联,为保温状态;S接2时只有R0接入电路,为加热状态,根据电路特点和P=计算两电阻的阻值;
(3)利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量;消耗的电能可利用公式W=Pt来计算,热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比.
【解答】解:
(1)由表格数据可知,保温时的功率为44W,
由P=UI可得保温档正常工作时,电路中的电流:
I保温===0.2A;
(2)由图知S接2时只有R0接入电路,为加热状态,
由P=可得R0的电阻:
R0===48.4Ω,
S接1时两电阻串联,为保温状态,
总电阻:R总=R0+R===1100Ω,
所以R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水吸收的热量:Q吸=cm(t2﹣t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×=5.88×105J;
热水壶消耗的电能:W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J,
热水壶的效率:η=×100%=×100%≈63.6%.
答:(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(2)电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω;
(3)热水壶的效率是63.6%.
知识点:焦耳定律
题型:计算题
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