题目内容
【题目】如图甲所示是小梦家的养生壶,它有高温、低温、保温三个功能,如表所示是其部分参数,如图乙所示是它的高温档和低温档的工作电路图,其中R1、R2为定值电阻,R1=33Ω.
(1)求该养生壶低温档时的电功率是多少?
(2)小梦某次煲汤时,先用高温档加热总质量为2kg的水和大米混合物,使其温度从20℃上升到100℃,然后换低档加热,最后保温,如图丙所示是工作信息图象.求该养生壶用高档加热的效率是多少?[水和大米混合物的比热容c=4.2×103J/(kg℃)].
【答案】(1)400W;(2)81.5%.
【解析】(1)当开关S、S1闭合时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,养生壶的功率最大,处于高档,由P=UI=可得,R2的阻值:
R2===88Ω;
当开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,养生壶的功率最小,处于低档,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
该养生壶低档时的电功率:P低===400W;
(2)水和大米混合物吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;由图丁可知,高温档的加热时间t高=25min=1500s,由P=可得,消耗的电能:W=P高t高=550W×1500s=8.25×105J,该养生壶用髙档加热的效率:
η=×100%=×100%≈81.5%.
答:(1)该养生壶低档时的电功率是400W;
该养生壶用髙档加热的效率是81.5%.
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