题目内容
(2009?景德镇二模)某电热水瓶的铭牌如下表所示.若热水瓶内装满水,在额定电压下工作(外界大气压强为1个标准大气压).求:
(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?
(2)加热时电热水瓶的电阻多大?
(3)若瓶内20℃的水加热14min正好烧开,瓶内水所吸收的热量多少?则加热时电热水瓶的热效率是多少?
(4)请你在虚线框尝试画出电热水瓶内部电路的原理图.
(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?
(2)加热时电热水瓶的电阻多大?
(3)若瓶内20℃的水加热14min正好烧开,瓶内水所吸收的热量多少?则加热时电热水瓶的热效率是多少?
(4)请你在虚线框尝试画出电热水瓶内部电路的原理图.
型号DSP-19B | |
电源220V 50Hz | |
功率 | 加热时 1000W |
保温时 22W | |
容量2L |
分析:(1)根据电热水瓶的铭牌可知保温时的功率和电压,根据I=
求出保温时通过电热水瓶的电流;
(2)根据电热水瓶的铭牌可知加热时的功率和电压,根据R=
求出电热水瓶的电阻;
(3)先根据m=ρV求出瓶内水的质量,再根据Q=Cm(t-t0)求出瓶内水吸收得热量,由W=Pt求出消耗的电能,代入η=
即可求出加热时电热水瓶的热效率.
(4)根据P=
可知,电阻小时功率大,加热时功率大,所以此时的电阻小;电阻大时功率小,保温时功率小,所以此时的电阻大.根据这个原理画电路图可以有以下情况:两个电阻串联,一个开关与电阻并联,或者两个电阻并联,一个开关与电阻串联.
P |
U |
(2)根据电热水瓶的铭牌可知加热时的功率和电压,根据R=
U2 |
P |
(3)先根据m=ρV求出瓶内水的质量,再根据Q=Cm(t-t0)求出瓶内水吸收得热量,由W=Pt求出消耗的电能,代入η=
Q |
W |
(4)根据P=
U2 |
R |
解答:解:(1)∵P=UI,
∴保温时通过电热水瓶的电流:I=
=
=0.1A,
(2)电热水瓶的电阻:R=
=
=48.4Ω
(3)瓶内水的质量为:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
瓶内水吸收的热量:
Q=Cm(t-t0)=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
消耗的电能:
W=P2t=1000W×14×60s=8.4×105J,
热水瓶效率:η=
=
×100%=80%.
(4)两个电阻串联,一个开关与电阻并联,或者两个电阻并联,一个开关与电阻串联,电路图如右图,其它合理亦可.
答:(1)保温时通过电热水瓶的电流约为0.1A;
(2)加热时电热水瓶的电阻约为48.4Ω;
(3)加热时电热水瓶的热效率约为80%;
(4)电热水瓶的内部电路图如上图所示.
∴保温时通过电热水瓶的电流:I=
P1 |
U |
22W |
220V |
(2)电热水瓶的电阻:R=
U2 |
P |
(220V)2 |
1000W |
(3)瓶内水的质量为:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
瓶内水吸收的热量:
Q=Cm(t-t0)=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
消耗的电能:
W=P2t=1000W×14×60s=8.4×105J,
热水瓶效率:η=
Q |
W |
6.72×105J |
8.4×105J |
(4)两个电阻串联,一个开关与电阻并联,或者两个电阻并联,一个开关与电阻串联,电路图如右图,其它合理亦可.
答:(1)保温时通过电热水瓶的电流约为0.1A;
(2)加热时电热水瓶的电阻约为48.4Ω;
(3)加热时电热水瓶的热效率约为80%;
(4)电热水瓶的内部电路图如上图所示.
点评:本题考查电流、电阻的计算,水吸热的计算以及消耗电能和热效率的计算,还有电阻的连接问题.关键是根据理解电热器铭牌的含义,难点是根据P=
判断电热丝的连接方式和电路图的设计.
U2 |
R |
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