如圖*是某學校使用的電開水器,乙圖是簡化電路(R1、R2都是加熱電阻).當加入冷水後,開關接1位置,電開水器處...
問題詳情:
如圖*是某學校使用的電開水器,乙圖是簡化電路(R1、R2都是加熱電阻).當加入冷水後,開關接1位置,電開水器處於加熱狀態,將水燒開後,開關自動跳轉到2位置,電開水器處於保溼狀態,電開水器額定電壓為220V,容量為50L,加熱功率為5.5kW.[c水=4.2×103J/(kg•℃)],求:
(1)R1的電阻;
(2)將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰(標準大氣壓下),水吸收的熱量;
(3)加滿水燒開後,電開水器處於保溫狀態時,若無人接水,水每分鐘放出的熱量為6×104J,為保持水溫不變,計算電阻R2的阻值.
【回答】
(1)R1的電阻為8.8Ω;(2)將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰(標準大氣壓下),水吸收的熱量為1.68×107J;(3)為保持水溫不變,電阻R2的阻值為39.6Ω.
【解析】
解:(1)S接1時,電路為1的簡單電路,電路中的總電阻最小,電功率最大,飲水機處於加熱狀態;
由可得,=8.8Ω.
(2)水的體積:V=50L=50dm3=0.05m3,由ρ=m/V可得,水的質量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(100℃﹣20℃)=1.68×107J.
(3)若無人接水,水每分鐘放出的熱量為6×104J,則根據W=t得:R=t=×60s=48.4Ω,
當S接2時,兩電阻串聯,飲水機處於保溫狀態;R2=R﹣R1=48.4Ω﹣8.8Ω=39.6Ω.
答:(1)R1的電阻R為8.8Ω;(2)將水箱裝滿20℃的水加熱到沸騰(標準大氣壓下),水吸收的熱量為1.68×107J;(3)為保持水溫不變,電阻R2的阻值為39.6Ω.
考點:密度、熱量、電功和電功率的計算
知識點:電功率單元測試
題型:計算題
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