题目内容

【题目】为方便学生饮水,某学校在各个教室安装了饮水机。如图是饮水机的电路图,S是一个温控开关,R1为电加热管。当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热;达到100℃后,S自动切换到保温状态,A、B是两种不同颜色的指示灯。

(1)若红色表示加热,绿色表示保温,则灯B应为___________色。

(2)若饮水机正常工作,加热时电加热管的功率为1100W,保温时电加热管的功率为44W,则电阻R2的阻值为多少_________?(不考虑温度对阻值的影响,且不计}指示灯的阻值)

(3)饮水机的最大容量为1L,装满初温为23℃的水后,发现过了7min后绿灯亮,则这台饮水机的热效率为多少__________ ?[c水=4.2×103J/(kg:℃)]

【答案】 绿 176Ω 70%

【解析】 (1)当S接右面时,电路中电阻R1、B灯和R2串联,电路中总电阻较大,电流较小,发热管功率就会较小,处于保温状态,因此B灯为绿色灯。(2)加热时,加热管的电功率P1=1100W,由P=可得:R1==44Ω,保温时,加热管的电功率P2=44W,由P=I2R可得,通过加热管的电流:I= ==1A,由I=可得,此时电路的总电阻:R==220Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2=RR1=220Ω44Ω=176Ω;(3)加热水槽中水的体积:V=1L=1×103m3,由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×103m3=1kg,水吸收的热量:Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃23℃)=3.234×105J,由P=可得,加热7min消耗的电能W=Pt=1100W760s=4.62105J,则饮水机的热效率为η=×100%=×100%=70

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