题目内容
【题目】如图甲所示的一款多功能洗衣机,图乙是其简化电路图,此款洗衣机额定电压220V,它有两个档位,当开关置于位置1时(电路接入和)为加热状态,消耗功率为2400W;当开关置于位置2时(电路接入和电动机)为保温洗涤状态,已知电阻的阻值为22Ω,水的比热容为。
(1)在洗衣机内加入质量为20kg、初温为10℃的冷水,求加热状态下使水的温度升高50℃需要的时间,(不考虑热损失);
(2)求的阻值;
(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时,通过电路的总电流为2A,求电动机的电功率。
【答案】(1)1750s;(2)242Ω;(3)240W。
【解析】
(1)加热状态下使水的温度升高50℃,则水吸收的热量:
;
不考虑热损失,加热状态下洗衣机消耗的电能:
;
由可得,加热时间:
;
(2)当开关置于位置1时为加热状态,与并联,其两端电压均为220V,则消耗的功率:
;
因为加热功率等于与消耗功率之和,所以消耗的功率:
;
由可得的阻值:
;
(3)洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机与并联,通过电路的总电流为2A,则电动机与的总功率:
;
并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以的功率不变,仍为200W,因为所以电动机的功率:
。
答:(1)加热状态下使水的温度升高50℃需要的时间为1750s;
(2)的阻值为242Ω;
(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时,通过电路的总电流为2A,电动机的功率为240W。
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