小洋媽媽在國外旅遊時買了一臺家用智慧電熱馬桶蓋(如圖*),小洋從此立志學好物理,長大後創新設計推進“*造”。...
問題詳情:
小洋媽媽在國外旅遊時買了一臺家用智慧電熱馬桶蓋(如圖*),小洋從此立志學好物理,長大後創新設計推進“*造”。圖乙是小洋設計的便座加熱電路,R1和R2是兩個定值電阻(表示兩個電熱絲),單*雙擲開關S2可接a或b,該電路通過開關S1和S2的不同接法組合,實現“高溫擋、中溫擋、低溫擋”三種加熱功能(見下表)。
S1 | 斷開 | 斷開 | 閉合 | 閉合 |
S2 | 接b | 接a | 接a | 接b |
功率 | P0=0 | P1=22W | P2=44W | Px |
(1)求R1和R2的阻值;
(2)求出表中的“Px”;
(3)老年人在冬天坐上*冷的馬桶是很難受的,假設小洋想讓馬桶圈的溫度升高4℃,則用“中溫擋”加熱的方式需要多長時間。(設電熱絲髮熱全部被馬桶圈吸收,馬桶圈的質量m=500g,馬桶圈材料的比熱容c=0.44×l03J/(kg•℃))
【回答】
解:
(1)由題中表格和電路圖可知,當斷開S1,將S2接a點時,定值電阻R1和R2串聯,電路功率P1=22W,
由串聯電路特點和P=可得,
P1===22W,
所以R1+R2=2200Ω,
當開關S1閉合、S2接a時,電路為R1的簡單電路,電路功率P2=44W,
由P=可得:R1===1100Ω,
所以R2=2200Ω﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω;
(2)由題中表格和電路圖可知,當開關S1閉合、S2接b時,R1與R2並聯,
由並聯電路特點和P=可得:
Px=+=+=88W;
(3)馬桶圈吸收的熱量:
Q=cm△t=0.44×l03J/(kg•℃)×0.5kg×4℃=880J,
中溫檔加熱功率P中溫=P2=44W,
電熱絲髮熱全部被馬桶圈吸收,由P=可得用“中溫擋”加熱的方式需要的時間:
t====20s。
答:(1)R1和R2的阻值都為1100Ω;
(2)表中的Px=88W;
(3)想讓馬桶圈的溫度升高4℃,用“中溫擋”加熱的方式需要20s。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題
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