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物理必考家乐牌电热水器的简化电路如图所示.A为自动温度开关.当水的温

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

家乐牌电热水器的简化电路如图所示,A为自动温度开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路,低于设定温度时,自动接通电路.S是热水器的功率选择开关,可选择高、低两档加热功率,R1、R2都是发热电阻器.主要的技术指标如表gaw物理好资源网(原物理ok网)

额定电压(V)220发热电阻类型电热管
输入功率一档(W)2200输入功率二档(W)1210
温度范围(℃)20-78容积(L)20
(1)把一箱水温度升高10℃时,水吸收的热量是多少?gaw物理好资源网(原物理ok网)

(2)当热水器在高档正常工作时,电路中的电流是多少?gaw物理好资源网(原物理ok网)

(3)当热水器在低档正常工作时,电热管R2在5min内消耗的电能是多少?

试题答案

解:(1)水的质量:gaw物理好资源网(原物理ok网)

m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg,gaw物理好资源网(原物理ok网)

水吸收的热量:gaw物理好资源网(原物理ok网)

Q=cm△t=4200J/(kg?℃)×20kg×10℃=8.4×105J;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(2)高档功率是2200W,电路中的电流:gaw物理好资源网(原物理ok网)

I1===10A;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(3)R1阻值:gaw物理好资源网(原物理ok网)

R1===22Ω,gaw物理好资源网(原物理ok网)

与2接通是低温档,两电阻串联,由低温档功率1210W,gaw物理好资源网(原物理ok网)

总电阻:gaw物理好资源网(原物理ok网)

R===40Ω,gaw物理好资源网(原物理ok网)

R2的阻值:gaw物理好资源网(原物理ok网)

R2=R-R1=40Ω-22Ω=18Ω,gaw物理好资源网(原物理ok网)

电路中电流:gaw物理好资源网(原物理ok网)

I2===5.5A,gaw物理好资源网(原物理ok网)

R2在5min内消耗的电能:gaw物理好资源网(原物理ok网)

W=R2t=(5.5A)2×18Ω×5×60S=163350J.gaw物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)把一箱水温度升高10℃时,水吸收的热量是8.4×105J;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(2)当热水器在高档正常工作时,电路中的电流是10A;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(3)当热水器在低档正常工作时,电热管R2在5min内消耗的电能是163350J.gaw物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)已知水的体积是20L,可求出质量,温度升高10℃,可根据Q=cm△t可求出水吸收的热量;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(2)由两档功率可知,高档功率是2200W,又知道电压是220V,根据I=可求出电路中的电流;gaw物理好资源网(原物理ok网)

(3)由电路图可知,S与1接通是高温档,由高温档功率2200W,电压220V,根据R1=可求出R1阻值,S与2接通是低温档,两电阻串联,由低温档功率1210W,电压220V,根据I=求出电流,根据R=可求出总电阻,然后求出R2的阻值,最后根据W=I2Rt求出R2在5min内消耗的电能.gaw物理好资源网(原物理ok网)

点评:这是一道电热综合题,热量的计算直接利用Q=cm△t求出比较简单;在电学计算中,因为开关的转换,电路的状态在变化,运用公式时要注意公式中的各量必须是同段电路、同一时刻的量.gaw物理好资源网(原物理ok网)

技巧学习——物理杠杆:图示法,认真审题,把题设景象通过画图表示出来,便如力学中受力分析示意图,光学中的光路图,电学中的电路图。

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