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世界名牌美的电器畅销亚非拉,如图是美的电器生产的一款饮水机,其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如图21所示,其中S是一个自动温控开关,R1为电加热管,当饮水机处于加热状态

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世界名牌美的电器畅销亚非拉,如图是美的电器生产的一款饮水机,其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如图21所示,其中S是一个自动温控开关,R1为电加热管,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热;达到设定温度时,S自动切换到另一处于保温状态.请回答下列问题:
(1)A、B是两种不同颜色的指示灯.如果用红色表示正在对水加热,绿色表示保温,请标明指示灯的颜色,应该是A为______色,B为______色.
(2)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?电阻R2的阻值是多大?(不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值).
(3)饮水机正常工作时,将加热水箱中的水从初温10℃加热到100℃,加热管的热效率为90%,试计算出需要多少加热时间?【c=4.2×103J/(kg•℃)】
型号MYR718S-X
水桶容量18.9L
加热水箱容量1.1L
额定电压220V
加热功率880W
保温功率55W
产品重量20kg
▼优质解答
答案和解析

(1)当S接左面时电路中只有电阻R1,总电阻最小,电流路中电流最大,发热管功率就会最大,处于加热状态,因此A灯为红色灯,B为绿色;
(2)加热时,加热管的电功率P1=880W
电阻R1=
U2
P1
=
(220V)2
880W
=55Ω;       
保温时,电功率P2=55W;
根据公式P=I2R可知,在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流I′=
P1
R1
=
880W
55Ω
=4A;  
保温状态下,电路的总电阻R=
U2
P2
=
(220V)2
55W
=880Ω;
R2=R-R1=880Ω-55Ω=825Ω;
(3)加热水箱中水的质量m=ρv=1.0×103kg/m3×1.1×10-3m3=1.1kg;
水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.1kg×(100℃-10℃)=4.158×105J;
加热管的热效率为90%,根据η=
Q
Q
×100%,则电热管需要放出的热量是:
Q=
Q
η
=
4.158×105J
90%
=4.62×105J,
饮水机加热时加热管的功率为880W,则加热的是时间为:
t=
Q
P1
=
4.62×105J
880W
=525s
答:(1)红;绿;
(2)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是4A;电阻R2的阻值为825Ω;
(3)水槽加热需要时间为525s.
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