题目内容
【题目】无内胆饮水机﹣﹣管线机的电路原理如图,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态(“断开”或“闭合”),可以选择出温水或开水.该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是1100W.已知:电热丝R1、R0电阻不随温度变化,水的比热容c=4.2×103J/(kg℃),水的密度ρ=1×103kg/m3,取g=10N/kg.问:
(1)“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何?
(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?电热丝R0的电阻是多少?
(3)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是20℃,水需要吸收多少热量?如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多少时间?
【答案】(1)温水:开关断开 开水:开关闭合
(2)10A 22 Ω
(3)1.68×104J 95.45s
【解析】试题分析:(1)当选择开关闭合时,电阻R1短路,电路中的总电阻小,由公式P=U2/R可知,电热器的功率大,出开水.当选择开关断开时,电阻R1、R0串联,电路中的总电阻大,由公式P=U2/R可知,电热器的功率小,出温水;(2)出开水时,电热丝中的电流I开=P开/U=2200W/220V=10A,电热丝R0=U/I开=220V/10A=22Ω;(3)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500×10-6×1×103kg×(100℃-20℃)=1.68×105J,产生这些热量所需的电能W=Q吸/η=168000J/80%=2.1×105J,饮水机工作时间t=W/P=2.1×105J/2200W=95.5s。
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