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CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单刀双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝.当开关S接加热档时,电路的功率为1000W,当开关S接保温档时,电路的总功率为44W,R0、R

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CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单刀双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝.当开关S接加热档时,电路的功率为1000W,当开关S接保温档时,电路的总功率为44W,R0、R阻值恒定不变.
整壶水的质量2kg
额定电压220V
加热时的总功率1000W
保温时的功率44W
(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是多少?
(2)电热丝R0、R的阻值多大?
(3)在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟,求这个热水壶的效率是多少?(c=4.2×103J/(㎏•℃)
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答案和解析

(1)由表格数据可知,保温时的功率为44W,
由P=UI可得保温档正常工作时,电路中的电流:
I保温=
P保温
U
=
44W
220V
=0.2A;
(2)由图知S接2时只有R0接入电路,为加热状态,
由P=
U2
R
可得R0的电阻:
R0=
U2
P加热
=
(220V)2
1000W
=48.4Ω,
S接1时两电阻串联,为保温状态,
总电阻:R=R0+R=
U2
P保温
=
(220V)2
44W
=1100Ω,
所以R=R-R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水吸收的热量:Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-30℃)=5.88×105J;
热水壶消耗的电能:W=Pt=1100W×14×60s=9.24×105J,
热水壶的效率:η=
Q
W
×100%=
5.88×105J
9.24×105J
×100%≈63.6%.
答:(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(2)电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω;
(3)热水壶的效率是63.6%.