Question

【题目】图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,下表丙为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3,4为触点,，通过旋转开关S可实现“关”“低档”高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）

（1）求加湿器处于低档位置时的发热功率;

（2）某次使用加温器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能。如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×10３J/（kg·℃]

（3）一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低加热,发现家中如图丁所的电能表的转盘在5min内转了27圈,求此时电阻R１的实际加热功率是多少?

Answer 1

【答案】（1）100W （2）14 （3）120W

【解析】

（1）由电路图可知，开关接2、3时电路为两电阻串联电路，开关置于3、4时只有R1连入电路，比较两种情况下电路中的总电阻，根据P=可知其功率关系，功率大的加热状态，否则为保温状态；

（2）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，根据m=ρV求出水的质量，根据W=Pt求出加热30min水吸收的热量，不考虑热损失W=Q吸，根据Q吸=cm△t求出水升高的温度．

（3）根据题意求出转27圈消耗的电能，根据P=求出点加热器实际加热功率。

（1）由图甲知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R1接入电路，电源电压一定，由P＝可知，接“2、3”时电阻最大，为低档，接“3、4”时电阻最小，为高档；由图乙知，高档功率可得R1的阻值：R1＝＝121Ω；由题知，R2＝3R1，低档发热功率：P低＝＝100W；（2）由图乙知，工作30min时，其中高档10min，低档20min，所以加湿器在高档正常工作时消耗的电能：W＝W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J。高档加热时产生的热量全部被水吸收即W高耗＝Q水＝2.4J,解得14.（3）电能表表盘上的参数2700r/kw.由题意得电能表的转盘在5min内转了27圈消耗的电能Wkwh kwh, 此时电阻R１的实际加热功率P0.12kw120W.