图*是某品牌的电热水壶,其工作电路简图如图乙所示,开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态,其名牌如图*所示。...
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图*是某品牌的电热水壶,其工作电路简图如图乙所示,开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态,其名牌如图*所示。在该电热水壶正常工作的情况下,将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾(假设电热丝产生的热量全部被水吸收,RR2的阻值不随温度变化,c水=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)RR2的阻值;
(3)加热这壶水到沸腾所用时间(结果保留一位小数);
(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,求实际电压。
【回答】
(1)6.3×105J;(2) 40Ω;444Ω;(3)520.7s;(4)200V
【解析】(1)由ρ=得水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3210-3m3=2kg
水的初温为25℃,一标准大气压下沸点为100℃,则水吸收的热量
Q=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−25℃)=6.3×105J
水吸收的热量为6.3×105J。
(2)由图乙可知,开关S接2时,电路中只有R1,开关S接3时,R1和R2串联,故开关S接2时为加热状态,开关S接3时为保温状态,由P=可得R1的阻值和R1和R2的总阻值
R1===40Ω,R总===484Ω
则
R2= R总- R1=484Ω-40Ω=444Ω
RR2的阻值分别为40Ω和444Ω。
(3) 由P=可得加热这壶水到沸腾所用时间
t===520.7s
加热这壶水到沸腾所用时间为520.7s。
(4) 实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,则电热水壶的实际功率为
P实====1000W
由P=可得实际电压
U实====200V
实际电压为200V。
答:(1)水吸收的热量为6.3×105J;
(2)RR2的阻值分别为40Ω和444Ω;
(3)加热这壶水到沸腾所用时间为520.7s;
(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,实际电压为200V。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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