题目内容

【题目】如图所示,是中国家用的电热水器原理示意图,
(1)通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态.则闭合开关S时,热水器处于状态.
(2)若热水器的加热功率为1000W,保温功率200W, ①电路中的两个电阻分别是多大?
②在热水器的蓄水桶中装水质量为2kg,把这些水由23℃加热到98℃时需吸收多少热量?(C=4.2×103J/kg℃)

【答案】
(1)加热
(2)解:①当开关S断开时,R1与R2串联,闭合S时,电路为R1的简单电路,所以此时电路中的总电阻最小,

由P= 可知,电压一定时,电路中消耗的电功率最大,电热水器处于加热状态

当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电热水器处于加热状态,

由P= 可得,R1的阻值:

R1= = =48.4Ω;

当开关S闭合时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,

由P= 可得:

R= = =242Ω;

由于串联电路的总电阻等于各电阻之和,

所以,R2=R﹣R1=242Ω﹣48.4Ω=193.6Ω

②当开关S断开时,R1与R2串联,闭合S时,电路为R1的简单电路,所以此时电路中的总电阻最小,

由P= 可知,电压一定时,电路中消耗的电功率最大,电热水器处于加热状态

水吸收的热量:

Q=cm(t﹣t0

=4.2×103J/(kg℃)×2kg×(98℃﹣23℃)

=6.3×105J

答:①电路中的两个电阻分别是48.4Ω、193.6Ω;②这些水由23℃加热到98℃时需吸收6.3×105J热量


【解析】(1)根据P= 可知,当电压不变时,电阻越小,电功率越大,由电路图判断开关闭合时,热水器的状态;(2)①当开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电热水器处于加热状态,根据P= 求出R1的阻值; 当开关S断开时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,根据P= 求串联时的总阻值,根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值.②根据热量公式Q=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量.

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