题目内容
【题目】小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置,如图所示R1是一个热敏电阻(置于热水器中),其阻值随温度的变化关系如表I,表Ⅱ是这个电热水器的铭牌.已知继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U0为6V 不变.当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器的电路断开,停止工作;当继电器线圈中的电流减小到某一数值时,继电器的衔铁被释放,电热水器电路闭合,开始工作.请回答: 表I:
温度t/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
电阻R/Ω | 60 | 42 | 30 | 20 | 15 | 10 | 8 | 6 | 5 |
表Ⅱ:
型号 | FED﹣H50 | 额定电压 | 交流220V |
最大水量 | 50kg | 频率 | 50Hz |
额定内压 | 0.75MPa | 额定功率 | 2000W |
(1)正常工作时,电热水器的电阻是多少?
(2)若电热水器内的温度控制在30℃~60℃之间,求衔铁被吸下,电热水器电路被断开时,继电器线圈的工作电流是多少?
(3)电热水器正常工作时效率为90%,将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?
【答案】
(1)解:由表Ⅱ可知,电热水器的额定功率P=2000W,
由P= 可得,电热水器的电阻:
R= = =24.2Ω;
答:正常工作时,电热水器的电阻是24.2Ω;
(2)解:由表I可知,热敏电阻R1的阻值温度的升高而减小,则控制电路中的电流会增大;
电热水器内的温度控制在30℃~60℃之间,则水温达到60℃时,衔铁被吸下,此时R1=10Ω;
控制电路的总电阻:R总=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω,
继电器线圈中的电流:I= = =0.3A;
答:衔铁被吸下,电热水器电路被断开时,继电器线圈的工作电流是0.3A;
(3)解:将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×50kg×(60℃﹣30℃)=6.3×106J;
电能转化为内能的效率η= ,
所以,消耗的电能:
W= = =7×106J;
根据P= 可得,加热时间:
t= = =3500s.
答:电热水器正常工作时效率为90%,将整箱水从30℃加热到60℃需要3500s.
【解析】(1)电热器正常工作时的功率和额定功率相等,根据P= 可出电热水器的电阻;(2)根据题意可知,水温达到60℃时,衔铁被吸下,热水器电路被断开,由表I可知,当温度为60℃时热敏电阻的阻值,进而求出串联电路的总电阻,根据欧姆定律求出继电器线圈的工作电流;(3)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收的热量;电能转化为内能的效率为η= ,据此求出电热水器消耗的电能;根据W=Pt求出需要加热的时间.
【题目】中国古诗意境优美、内涵丰富,下面是一首完整的唐诗《山亭夏日》。请在空格处填上相应的物理知识。
物理知识 | 生活应用 | |
绿树荫浓夏日长 | 示例:光的直线传播 | 射击瞄准时“三点一线” |
楼台倒映入池塘 | (1)________ | ________ |
水晶帘动微风起 | (2)________ | ________ |
满架蔷薇一院香 | (3)________ | ________ |