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物理必考如图为家用饮水机简化了的电路示意图.它可以通过温控开关S可以

2024-01-16 10:02:58信息公告628

如图为家用饮水机简化了的电路示意图,它可以通过温控开关S可以使饮水机处于加热或保温状态.饮水机的加热器在25min内将10L的水由63℃加热到99.3℃(自来水经过热交换器吸收了开水热能后,进入开水器之前已达到63℃,所以可以节能),如果饮水机的加热器发热有84%被水吸收.求:UeH物理好资源网(原物理ok网)

(1)10L的水由63℃加热到99.3℃吸收多少热?UeH物理好资源网(原物理ok网)

(2)发热器发热电阻R1多大?UeH物理好资源网(原物理ok网)

(3)若保温时加热器的功率为40W,求R2

试题答案

解:(1)水的质量:UeH物理好资源网(原物理ok网)

m=ρV=1×103kg/m3×10×10-3m3=10kg,UeH物理好资源网(原物理ok网)

水吸收的热量:UeH物理好资源网(原物理ok网)

Q=cm(t-t0UeH物理好资源网(原物理ok网)

=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(99.3℃-63℃)UeH物理好资源网(原物理ok网)

=1.5246×106J;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(2)由题知,Q=W×84%,UeH物理好资源网(原物理ok网)

∴消耗的电能:UeH物理好资源网(原物理ok网)

W==1=1.815×106J,UeH物理好资源网(原物理ok网)

∵W=t,UeH物理好资源网(原物理ok网)

∴R1=t=×25×60s=40Ω;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(3)保温时,两电阻串联,UeH物理好资源网(原物理ok网)

电路中的总电阻:UeH物理好资源网(原物理ok网)

R===1210Ω,UeH物理好资源网(原物理ok网)

R2=R-R1=1210Ω-40Ω=1170Ω.UeH物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)10L的水由63℃加热到99.3℃吸收1.5246×106J的热量;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(2)发热器发热电阻R1为40Ω;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(3)R2的阻值为1170Ω.UeH物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)知道水的体积,利用密度公式求水的质量,又知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(2)由题知,Q=W×84%,据此可求消耗的电能,再利用W=t求发热器发热电阻R1的阻值;UeH物理好资源网(原物理ok网)

(3)保温时,两电阻串联,根据R=求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出R2的阻值.UeH物理好资源网(原物理ok网)

点评:通过开关的闭合和断开改变电路的连接方法,是比较典型的计算习题类型.知道S闭合时处于加热状态是本题的突破口.节能饮水机是生活中常用的家用电器,体现了物理和生活的密切关系.UeH物理好资源网(原物理ok网)