题目内容

如图是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，如图是它的电路原理图。其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态。

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，需用时14min（水的比热容为4.2×103J／kg·℃）.求此加热过程中:①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。
（3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。
(1) 2A    (2) 4.2×103J/kg.°C×1.0×103kg/m3×(90°C-20°C)=


(3)                   
        

试题分析：（1）由表信息可知：饮水机正常工作时电路中的电流：
I= = =2A．
（2）热水箱中的水质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J
电流做的功：W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J，
因为该电路是纯电阻电路，所以Q放=W
饮水机的加热效率：η= ×100%=×100%≈79.5%．
（3）当S闭合时，饮水机处于加热状态
R2=U2 /P加热 =(220V)2 /440W =110Ω
当S断开时，饮水机处于保温状态，P保温=U2/ R总 =(220V)2 /(R1+R2) =40W
所以R1=1100Ω．
练习册系列答案
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请将图1中带有开关的电灯、三孔插座正确地连入家庭电路中，在图2中标出通电螺线管外部磁感线的方向和小磁针的N、S极．
如图所示电路，闭合开关 ，断开开关 、，将滑动变阻器的滑片 移至最右端时，电路中的电流为 ，小灯泡恰能正常发光；闭合开关，断开开关 、，将滑动变阻器的滑片 移至最左端时，电路中的电流为 ，小灯泡的电功率 是其额定电功率的 ，滑动变阻器的电功率为 ；保持滑动变阻器的滑片 在最左端，闭合开关 、和，阻值为的定值电阻的电功率为 ，此时电路的总功率 与  之比为 。设电路工作过程中电源两端的电压及小灯泡的电阻值保持不变，滑动变阻器的最大阻值班为 。求：

（1） 与 的比值；
（2） 与 的比值；
（3） 。
在图中所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样，若开关S1断开、S2闭合时，恰好有一只灯泡正常发光；当开关S1断开，S2闭合时与开关S1闭合，S2断开时，电流表的示数之比为2∶3，设灯丝电阻不随温度变化。求：
⑴开关S1断开，S2闭合时，电压表和电流表的示数；
⑵电路消耗的最大电功率和最小电功率。
如图所示的电路中，AB为粗细均匀的长为L的电阻丝，以AB上各点对A点的电压U为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为
如图所示电路，电源电压为6V，R1=10Ω，R2=20Ω，R3=5Ω，闭合开关S1，当闭合开关S2、S3，通过R2的电流是　 　A，当断开S2、闭合S3，R1两端的电压使　 　V，当断开S2、S3，电路消耗的功率是　 　W．
（2010?金华）黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路．当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）．他在如图所示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”．

（1）照明灯正常工作时的电阻是多少？
（2）若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？
（3）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？
某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的电学特性设定保温温度为60℃。已知所用的PTC元件的阻值RT随温度的变化关系如图甲，使用时PTC元件如图乙接入家庭电路中。

请回答下列问题：
（1）当温度为60℃时，电路中的电流是          A，通电1min，PTC元件消耗的电能是          J。
（2）PTC元件的最大电功率是          W。
（3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变。从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，                           ，温度下降；②当温度低于60℃时，                       ，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60℃左右。
如图所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P 移到B端时，灯L的电功率为PL．电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为P L ' ，电流表的示数为I2。已知PL：P L '＝9 : 25 。

（l）求电流表的示数I1与I2的比值；
（2）当开关S1，S2都断开，滑动变阻器的滑片p在c 点时，变阻器接人电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1：U2＝3:2 , Rc的电功率为10w 。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P ，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，电路消耗的最大功率时灯正常发光。求灯的额定功率。

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