题目内容
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额定电压 | 220V |
额定功率 | 4400W |
水壶装水质量 | 10kg |
频率 | 50Hz |
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?[水的比热容C=4.2×103J/(kg?℃)].
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,此时电阻R0的电功率是多少?
分析:(1)加热器加热时,电路为R的简单电路,根据P=
求出加热电阻的阻值;
(2)标准大气压下水的沸点是100℃,根据公式Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,电水壶产生的热量全部被水吸收时,利用W=Pt求出加热时间;
(3)当S断开时,R与R0串联,处于保温状态,根据欧姆定律求出R两端的电压,利用串联电路的电压特点求出R0的电压,利用P=UI起初此时电阻R0的电功率.
U2 |
R |
(2)标准大气压下水的沸点是100℃,根据公式Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,电水壶产生的热量全部被水吸收时,利用W=Pt求出加热时间;
(3)当S断开时,R与R0串联,处于保温状态,根据欧姆定律求出R两端的电压,利用串联电路的电压特点求出R0的电压,利用P=UI起初此时电阻R0的电功率.
解答:解:(1)由P=
可得,加热电阻的阻值:
R=
=
=11Ω;
(2)标准大气压下水的沸点是100℃,水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(100℃-23℃)=3.234×106J,
∵电水壶产生的热量全部被水吸收,
∴W=Q吸=3.234×106J,
∵W=Pt,
∴加热时间:
t=
=
=735s;
(3)当S断开时,R与R0串联,处于保温状态,
由欧姆定律可得,R两端的电压:
UR=IR=1A×11Ω=11V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R0的电压:
U0=U-UR=220V-11V=209V,
此时电阻R0的电功率:
P0=U0I=209V×1A=209W.
答:(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是11Ω;
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要735s;
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,此时电阻R0的电功率是209W.
U2 |
R |
R=
U2 |
P加热 |
(220V)2 |
4400W |
(2)标准大气压下水的沸点是100℃,水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(100℃-23℃)=3.234×106J,
∵电水壶产生的热量全部被水吸收,
∴W=Q吸=3.234×106J,
∵W=Pt,
∴加热时间:
t=
W |
P |
3.234×106J |
4400W |
(3)当S断开时,R与R0串联,处于保温状态,
由欧姆定律可得,R两端的电压:
UR=IR=1A×11Ω=11V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R0的电压:
U0=U-UR=220V-11V=209V,
此时电阻R0的电功率:
P0=U0I=209V×1A=209W.
答:(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是11Ω;
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要735s;
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,此时电阻R0的电功率是209W.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、吸热公式的灵活应用,关键是明白加热和保温时电路的连接方式以及知道标准大气压下水的沸点是100℃.
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