圖*是一種家用電暖器,有“低溫”、“中溫”、“高溫”三擋,銘牌見下表(“高溫”擋功率未知),圖乙為其簡化電路原...
問題詳情:
圖*是一種家用電暖器,有“低溫”、“中溫”、“高溫”三擋,銘牌見下表(“高溫”擋功率未知),圖乙為其簡化電路原理圖,S是自我保護開關,電暖器跌倒時,S自動斷開,切斷電源,保*安全,閉合S1為“低溫”擋。請完成下列問題:
(1)“低溫”擋正常工作時的電阻是多少?
(2)“高溫”擋正常工作時的總電流是多少?
(3)若某房間內空氣質量為60 kg,空氣溫度為10 ℃,設空氣的比熱容為1.1×103 J/(kg·℃)且保持不變,用該電暖器的“高溫”擋正常工作20 min,放出熱量的50%被房間內的空氣吸收,那麼可使此房間的空氣溫度升高多少?
【回答】
(1)88 Ω;(2)7.5 A;(3)15 ℃。
【詳解】
(1)根據題意知道,當閉合S1 時為“低溫”檔,此時R1單獨接入電路,由P=U2/R知道,“低溫”檔正常工作時的電阻是:
R1 =U2/P低=(220V)2/550W=88Ω;
(2)由電路圖知道,只閉合S1 為“低溫”檔,只閉合S2 為“中溫”檔,當同時閉合S1 、S2為高溫檔,此時R1、R2 並聯,電路的總功率是:
P高溫 =P低溫+P中溫=550W+1100W=1650W,
由P=UI知道,此時正常工作的電流是:
I=P高/U=1650W/220V=7.5A,
(3)若電暖器的“高溫”檔正常工作20分鐘,則放出的熱量是:
W=P高溫t=1650W×20×60s=1.98×106 J;
根據題意知道,空氣吸收的熱量是:
Q吸=ηW=50%×1.98×106 J=0.99×106 J;
由Q吸=cm△t可知,房間內的空氣升高的溫度是:
△t=Q吸/cm=0.99×106J/1.1×103J/(kg•℃)×60kg=15℃。
【點睛】
本題考查的是電功率公式、效率公式和熱量公式的應用,是一道電功與熱量的綜合,解題的關鍵是不同檔位時電路連線方式的判斷。
知識點:比熱容
題型:計算題
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