题目内容
【题目】某型号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1100W,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 | l100W |
保温时的功率 | 44W |
(1)在加热档正常工作时,电路中的电流是多少
(2)电热丝R0、R的阻值多大?
(3)已知热水壶的加热效率为80%,在一标准大气压下把一满壶水从20℃烧开需要多长时间?(小数点后保留1位小数,c水=4.2×103J/(kg℃))
【答案】(1)5A;(2)44Ω, 1056Ω;(3)763.6s。
【解析】
(1)由表格数据可知,加热时的功率为1100W,由P=UI可得加热档正常工作时,电路中的电流:I加热===5A;
(2)由图知S接2时只有R0接入电路,电路中电阻最小,功率最大,为加热状态,由P=可得R0的阻值:R0===44Ω;S接1时两电阻串联,电路中电阻最大,功率最小,为保温状态,则总电阻:R总=R0+R===1100Ω,所以R的阻值:R=R总﹣R0=1100Ω﹣44Ω=1056Ω;
(3)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;热水壶放出的热量:Q放===8.4×105J,因为电流所做的功W=Q放=Pt,所以加热所用的时间:
t==≈763.6s。
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