题目内容
【题目】如图是我们家庭用的一种电热饮水机的简化电路图,其参数如下表,R1、R2是发热电阻丝.
型号: | YSJ﹣66 |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 1100W |
保温功率 | 44W |
水箱容积 | 5L |
频率 | 50Hz |
(1)若饮水机正常工作的加热效率为90%,现将质量为0.4kg、初温为25℃的水在一标准大气压下加热至沸腾,已知水的比热容是4.2×103J/(kg℃),求:水需要吸收的热量是多少?烧开这些水消耗了多少电能?
(2)当饮水机处于保温状态时,R1的电阻值是多大?
【答案】解:
(1)水吸收的热量为:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×0.4kg×(100℃﹣25℃)=1.26×105J;
由Q吸=ηW可得,消耗的电能:
W电==1.4×105J;
(2)由电路图可知,开关S2断开时两电阻串联,电路电阻较大,开关S2闭合时,只有电阻R2接入电路,电阻R1被短路,此时电路电阻较小,电源电压U一定,由P=可知,电阻越大,电路功率越小,电阻越小,饮水机功率越大,因此当开关S2断开时,电路阻值较大,电功率较小,饮水机处于保温状态.因此当开关S2闭合时,电路阻值较小,电功率较大,饮水机处于加热状态.
加热时 R2==44Ω,
保温时R总==1100Ω,
则R1=R总﹣R2=1100Ω﹣44Ω=1056Ω.
答:(1)水需要吸收的热量是1.26×105J;烧开这些水消耗1.4×105J电能;
(2)R1的电阻值是1056Ω.
【解析】(1)利用水的吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,再利用加热效率η=求出消耗的电能;
(2)利用R=分别求出保温和加热时的电阻,二者之差即为R1的电阻.
【题目】如图所示是电梯限载报警器的原理图,图中R0是最大阻值为100Ω的变阻器,不计导线和电磁铁线圈的电阻,压敏电阻R所受压力大小等于电梯承载的重量,且阻值随所受压力大小的变化如表所示,电源1的电压保持6V不变.
F/(×103N) | … | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | … |
R/Ω | … | 120 | 85 | 55 | 35 | 20 | 10 | … |
(1)闭合开关S1和S2 , 电梯承载的重量增加时,压敏电阻的阻值变 ,通过线圈的电流变 (均填“大”或“小”)
(2)当电梯超载时,衔铁会被电磁铁吸下,限载报警器通过 报警(填“灯亮”或“铃响”),同时切断电梯升降电路,从而保障运行安全;
(3)现要适当调低电梯的限载重量,应把变阻器R0的滑片适当向 端移动(填“左”或“右”);
(4)当线圈中的电流为0.02A时,电源1所连接的电路的总功率是多少?
(5)线圈中的电流达到0.05A时,衔铁会被吸下,求电梯的最大限载重量.