早教吧作业答案频道 -->物理-->
我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--“韩式电热坑”.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断
题目详情
我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--“韩式电热坑”.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断开,扇形导体S为旋转型选档开关,可绕O点旋转,每次都和相邻的两触点同时接触,从而实现关、低、中、高四个档位的转换(档位顺序未知,电功率越大档位越高).小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率.他先关闭家里其它所有的用电器,然后将S旋转到与触点1、2连接,观察发现家里标有“3000r/(kW•h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转.已知R1和R2是发热电阻,R2的阻值是R1的2倍,其它电阻忽略不计,小明家电压恒为220V.完成下列问题:
(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是多少?
(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是多少?
(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度?
(无热损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),结果保留1位小数.)
(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是多少?
(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是多少?
(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度?
(无热损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),结果保留1位小数.)
▼优质解答
答案和解析
(1)分析可知,当S与触点1、2接触时,电路为R1的简单电路,1min内电热炕消耗的电能:
W1=
=
kW•h=2.4×104J;
由P=
可得,电热炕功率:
P1=
=
=400W;
(2)由P=
可得,R1=
=
=121Ω,
当S与触点3、4接触时处于抵挡,此时只有R2工作,电路中通过O点的电流:
I=
=
=
=
A≈0.9A;
(3)由ρ=
可得,1.8L水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg,
当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能:
W2=UIt=220V×
A×30×60s=3.6×105J,
W2=Q=cm△t,
即:3.6×105J=4.2×103J/(kg•℃)×1.8kg×(t-25℃),
解得:t=72.6℃,
即水温能升高到72.6℃.
答:(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是400W;
(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是0.9A;
(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃.
(1)分析可知,当S与触点1、2接触时,电路为R1的简单电路,1min内电热炕消耗的电能:
W1=
20r |
3000r/kW•h |
1 |
150 |
由P=
W |
t |
P1=
W1 |
t |
2.4×104J |
60s |
(2)由P=
U2 |
R |
U2 |
P1 |
(220V)2 |
400W |
当S与触点3、4接触时处于抵挡,此时只有R2工作,电路中通过O点的电流:
I=
U |
R2 |
U |
2R1 |
220V |
2×121Ω |
10 |
11 |
(3)由ρ=
m |
V |
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg,
当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能:
W2=UIt=220V×
10 |
11 |
W2=Q=cm△t,
即:3.6×105J=4.2×103J/(kg•℃)×1.8kg×(t-25℃),
解得:t=72.6℃,
即水温能升高到72.6℃.
答:(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是400W;
(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是0.9A;
(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃.
看了 我国北方冬天比较寒冷,许多家...的网友还看了以下:
比如上甘岭中的?如题:常常在抗美援朝或对越自卫反击中看到很多关于这样的描述:比如:(我表面阵地丢失, 2020-03-30 …
一只铅球从H高自由下落,落到沙坑中陷入沙坑的深度h,若铅球在沙坑中的运动是匀减速运动,则铅球在沙坑 2020-04-27 …
21世纪,纳米技术被广泛应用,纳米是长度计算单位,1纳米=10-9米.VCD光碟的两面有用激光刻成 2020-05-13 …
21世纪,纳米技术被广泛应用,纳米是长度计算单位,1纳米=米.VCD光碟的两面有用激光刻成的小凹坑 2020-05-13 …
VCD光碟的两面有用激光刻成的小凹坑,已知小凹坑宽度0.4微米.将小凹坑的宽度用纳米作为计算单位. 2020-05-13 …
条件:某校师生参加植树,原来安排80人挖坑,52人种树,后来据说发生了变化,要求挖坑的人数使种树的 2020-05-15 …
学校组织86名同学植树,一部分人挖树坑,一部分人运树苗,后来临时又从挖树坑的同学中调27人去运树苗 2020-05-15 …
一个沙坑的长是6米,宽是2.5米,要给沙坑中填0.3米厚的沙子,需要多少立方米沙子?如果每辆车每次 2020-05-16 …
一个长方体的沙坑,长3.6分米,宽1.8米,深0.8米(1)这个沙坑的占地面积是多少平方米?一个长 2020-05-16 …
下列各种机床中,能加工平面的机床有A.钻床B.镗床C.铣床D.刨床E.磨床 2020-05-19 …