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物理必考办公室里有个自动电热水瓶.如图所示和表格是它的原理及参数.A

2024-01-17 20:07:55信息公告673

办公室里有个自动电热水瓶,如图所示和表格是它的原理及参数.A为自动温控开关,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.请你通过分析来进行计算:eqm物理好资源网(原物理ok网)

(1)电热水瓶放出的热量90%被这些水吸收,烧开一瓶20℃的水(标准大气压),电热水瓶应正常工作多长时间?eqm物理好资源网(原物理ok网)

(2)黄灯亮时电热水瓶处于保温状态还是加热状态?保温元件R工作时的电阻是多大?(指示灯消耗的功率可以忽略.保温功率是指整个电路消耗的功率)eqm物理好资源网(原物理ok网)

型号P2L55一B
电源AC220V 50Hz
加热功率800W
保温功率40W
水容量2.0L

试题答案

解:(1)m=ρv=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg;eqm物理好资源网(原物理ok网)

Q=cm(t1-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2.0kg×(100℃-20℃)=672000J;eqm物理好资源网(原物理ok网)

Q=Q÷η=672000J÷90%=746666.7J;eqm物理好资源网(原物理ok网)

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(2)由图示,黄灯亮时,是保温状态,电阻R与电热丝串联;eqm物理好资源网(原物理ok网)

已知保温功率是40w.eqm物理好资源网(原物理ok网)

所以,R===1210Ω;eqm物理好资源网(原物理ok网)

R===60.5Ω;eqm物理好资源网(原物理ok网)

R=R-R=1210Ω-60.5Ω=1149.5Ω.eqm物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)电热水瓶应正常工作933.3s的时间;(2)是保温状态,保温元件R工作时的电阻是1149.5Ω.eqm物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)利用水吸收的热量与电放出的热量关系计算;eqm物理好资源网(原物理ok网)

(2)由图示,黄灯亮时,电阻R 与电热丝串联,故电热水瓶处于保温状态,eqm物理好资源网(原物理ok网)

利用保温时的功率计算总电阻,然后利用串联电路R=R+R,计算出R.eqm物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题难度大,计算时要充分分析图示和表格,从中找到有用的信息,并正确分析电路的连接方式是解决本题的关键.eqm物理好资源网(原物理ok网)

计算过程注意单位换算,1L=dm3eqm物理好资源网(原物理ok网)