题目内容
【题目】如图为某电热水瓶简化电路,其内部电路由电阻R1、R2和S2组成。S1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃时自动断开。S2是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开使水处于保温状态,保温时电路中只有一个电阻R1在工作。S3是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为 40W,电磁泵抽水时的电功率为12W,发热盘质量为0.4kg,比热容为0.5×103J/(kg·℃)。
(1)电磁泵抽水时,R3与电磁泵两端的电压之比为 52:3,求通过电磁泵的电流多大?
(2)求R1,并请在图中虚线框内画出内部电路;
(3)若水烧开后S2没有自动断开,在水烧干后再经过2s,S1才断开。已知水烧干瞬间发热盘的温度为105℃,则电热水瓶的加热功率为多少?(不计热量损失)
【答案】(1)1A (2)1210Ω ,(3)1500W
【解析】
(1)电源电压U =220V ,R3与电磁泵串联且两端电压之比为 52:3,所以电磁泵两端电压为
电磁泵抽水时的电功率为12W,则通过电磁泵的电流为
(2)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,只有电阻R1工作,且保温功率为 40W,根据可得,电路中的电阻
由题意可知,电阻R1和R2并联,S2控制R2;只闭合开关S1时,只有电阻R1工作,处于保温状态;只闭合开关S1和S3时,电动机和电阻R3串联,电磁泵将水抽出,电动机工作。电路如下图所示
(3)瓶里的水烧干后,发热盘吸收的热量
瓶里的水烧干后,S2没有自动断开(仍然是加热状态),不计热损失,电流产生的热量全部被发热盘吸收,即W=Q放=Q吸,由得电热水瓶的加热功率为
答:(1)通过电磁泵的电流为1A;
(2)R1的阻值为1210Ω,电路如图
(3)电热水瓶的加热功率为1500W。