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(2014•怀化)如图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图.图乙是它的有关参数.它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),试问:(1)饮水机处于保温状态时温
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(2014•怀化)如图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图.图乙是它的有关参数.它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),试问:
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?并说明理由.
(2)R1和R2的电阻值各是多大?
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?并说明理由.
(2)R1和R2的电阻值各是多大?
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)
▼优质解答
答案和解析
(1)温控开关应处于断开状态,
理由:当开关处于断开状态时,电路中的电阻最大,通过R1的电流最小,R1的热功率最小.
(2)当开关处于闭合状态时,饮水机处于加热状态,
由公式P1=
得,R1=
=
=40Ω,
当开关处于断开状态时,饮水机处于保温状态,
R总=
=
=1210Ω,
R2=R总-R1=1210Ω-40Ω=1170Ω.
(3)P实=
=
=1000W,
由ρ=
得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
由公式:P实t×η=cm△t得,
t=
=
=630s.
答:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态;理由是当开关处于断开状态时,电路中的电阻最大,通过R1的电流最小,R1的热功率最小.
(2)R1和R2的电阻值分别是40Ω与1170Ω.
(3)将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要630s.
理由:当开关处于断开状态时,电路中的电阻最大,通过R1的电流最小,R1的热功率最小.
(2)当开关处于闭合状态时,饮水机处于加热状态,
由公式P1=
U2 |
R1 |
U2 |
P1 |
(220V)2 |
1210W |
当开关处于断开状态时,饮水机处于保温状态,
R总=
U2 |
P2 |
(220V)2 |
40W |
R2=R总-R1=1210Ω-40Ω=1170Ω.
(3)P实=
| ||
R1 |
(220V)2 |
40Ω |
由ρ=
m |
V |
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
由公式:P实t×η=cm△t得,
t=
c水m△t |
P实η |
4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×80℃ |
1000W×0.8 |
答:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态;理由是当开关处于断开状态时,电路中的电阻最大,通过R1的电流最小,R1的热功率最小.
(2)R1和R2的电阻值分别是40Ω与1170Ω.
(3)将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要630s.
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