题目内容
【题目】图甲为雯雯家新买的电煲锅,它有加热和保温两种功能.图乙是其简化电路.当S接a时,电煲锅加热;当S接b时,电煲锅保温.已知:电源电压为220V.R1=55Ω,加热时总功率与保温时总功率的关系为:P加热=5P保温 . [c米饭=4×103J/(kg℃)]求:
(1)若电煲锅内装有1kg米饭,从12℃加热到100℃,米饭吸收多少热量?
(2)电阻R2的阻值为多少?
(3)若电煲锅的热效率为80%,加热这些米饭需要多长时间?
【答案】
(1)解:米饭吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4×103J/(kg℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.52×105J;
(2)解:由电路图可知,开关S接“b”时,R1、R2串联;
开关S接“a”时,电路为R1的简单电路,
由P= 可知,
开关S接“b”时,电煲锅保温,电路中的总电阻:U2=P保温R总①;
开关S接“a”时,电煲锅加热,电路中的总电阻:U2=P加热R1 ②;
已知:P加热=5P保温③,
根据①②③可得:P保温R总=5P保温R1;
所以,R总=5R1=5×55Ω=275Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的电阻值:
R2=R总﹣R1=275Ω﹣55Ω=220Ω;
(3)解:电煲锅的加热功率为:P加热= = =880W;
由η= ,电煲锅消耗的电能:
W= = =4.4×105J,
由P= 可得,电煲锅需要的加热时间:
t= = =500s.
【解析】(1)知道米饭的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出米饭吸收的热量;(2)由电路图可知,开关S接“b”档时R1、R2串联,开关S接“a”档时电路为R1的简单电路,根据P= 求出两种情况下电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的电阻值;(3)根据η= 求出消耗的电能,利用P= 求出需要的加热时间.
【考点精析】解答此题的关键在于理解热量的计算的相关知识,掌握热量的计算: ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) (Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热,单位是:焦/(千克?℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度. )② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放,以及对电功计算公式的应用的理解,了解利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路; ②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量.计算电功还可用以下公式:W=I2Rt ;W=Pt;W=U2 /R*t.