题目内容

【题目】室内空气干燥时,可用加湿器给空气加湿,如图甲示数是某型号电热加湿器,简化电路图如图乙,部分技术参数如下表,加湿器的发热电阻(虚线框内的部分)浸没在水中,水箱中的水沸腾后,即可喷出蒸汽,增加空气湿度,移动R的滑片P可调节气雾量大小。

(1)当R的滑片P在最左端时,加湿器以最大气雾功率正常工作,求R0的电阻值。

(2)当R的滑片P在最右端时,加湿器以最小气雾功率正常工作,求R的最大阻值。

(3)已知水箱内加入初温为15℃,质量为0.1kg的纯净水,加湿器正常工作了7分钟,水刚好沸腾产生蒸汽,求此过程中加湿器的功率[水的比热容为c=4.2×103J(kg℃),环境为标准大气压,不计热量损失]

【答案】(1)484Ω;(2)1716Ω;(3)85W。

【解析】(1)由图知,P在最左端时,只有R0接入电路中,加湿器以最大气雾功率正常工作,

由表格可知最大气雾功率P最大=100W,由P=可得R0的电阻值:R0=484Ω;

(2)由图知,当R的滑片P在最右端时,R连入的阻值为最大值,R0与R串联,加湿器以最小气雾功率正常工作,由表格可知最小气雾功率P最小=22W,由P=可得此时电路中总电阻:

R=2200Ω,所以R的最大阻值:R=RR0=2200Ω484Ω=1716Ω;(3)加湿器正常工作了7分钟,水刚好沸腾产生蒸汽,此过程中水吸收的热量:

Q=cm(t2t1)=4.2×103J/(kg℃)×0.1kg×(100℃15℃)=3.57×104J,不计热量损失,加湿器消耗电能W=Q,则此过程中加湿器的功率:P==85W。

答:(1)R0的电阻值为484Ω;

(2)R的最大阻值为1716Ω;

(3)此过程中加湿器的功率为85W。

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