题目内容

【题目】如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示.

额定电压

额定加热功率

指示功率

袋内充水

自动断电温度

220V

500W

≤0.2W

1kg

65℃

1)由题意可知,红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要   (选填)得多;

2)为了使用电热水袋更加安全,有的电热水袋里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关   (选填串联并联)起来使用;

3)当热水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,则此过程中水吸收的热量是   J,电热水袋的发热效率为   [c=4.2×103J/kg℃]

【答案】1)大(2分) (2) 串联 (2分)

3)(5分)2.1×10570%

【解析】

试题分析:(1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两电阻两端的电压相等,根据公式P=分析两电阻阻值的大小;

2)两开关串联时,相互影响,必须都闭合电路才能工作,并联时,互不影响,闭合任何一个都能使电路工作;

3)根据热量的计算公式Q=cm△t计算出水吸收的热量,根据W=Pt计算出消耗的电能,根据η=×100%就可以求出电热水袋的发热效率.

1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两端电压相等,发热体的功率要比指示灯的功率大得多,根据电功率的计算P=,在电压U相等的情况下,功率P大的,电阻R反而小,因此发热体的电阻要小于指示灯的电阻.

故答案为:大.

2)因为电热水袋里使用双重温控开关,也就是说只有这两个开关都闭合时,电热袋才可以工作,因此这两个开关是串联的.

故答案为:串联.

3)热水袋中的水的质量m=1kg,温度从15℃升高到65℃,此过程中水吸收的热量是

Q=cm△t=4.2×103J/kg℃×1kg×65℃﹣15℃=2.1×105J

消耗的电能是

W=Pt=500W×10×60s=3×105J

则该电热水袋的发热效率为η=×100%=×100%=70%

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