小黃家中新購置了一臺掛式電熱水器,他檢視了電熱水器說明書後,將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖,該熱水...
問題詳情:
小黃家中新購置了一臺掛式電熱水器,他檢視了電熱水器說明書後,將電熱水器內部電路結構簡化成如圖所示電路圖,該熱水器設有高,中,低三檔,電熱絲R1=50Ω,電熱絲R2=220Ω,電熱轉化效率爲84%,水的比熱容爲4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)高溫檔的加熱功率
(2)用低溫檔將22kg水從20℃加熱到60℃需要的時間
【回答】
解:
(1)由電路圖可知,當三個開關都閉合時,R1與R2並聯,電路的總電阻最小,電源電壓一定,
由P=可知,此時電路的總功率最大,熱水器處於高檔,所以高溫檔的加熱功率:
P高溫=P1+P2=+=+=968W+220W=1188W;
(2)將22kg水從20℃加熱到60℃吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×22kg×(60℃﹣20℃)=3.696×106J,
由電路圖可知,閉合S、S2時,只有R2連入電路中,電路中電阻最大,功率最小,熱水器處於低溫檔,
P高溫=P2===220W,
由題知,電熱轉化效率爲84%,所以:Q=84%W=84%P低溫t,
所以加熱時間:
t===2×104s。
答:(1)高溫檔的加熱功率爲1188W;
(2)用低溫檔將22kg水從20℃加熱到60℃需要的時間爲2×104s
知識點:電功率單元測試
題型:計算題
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