题目内容

家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉,工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器,下图是该用电器的工作原理图.先在室温下把液体乙烯材料放入容器中,温控旋转开关接ab开始加热,发光二极管正常发光,当液体温度达到70℃;温控旋转开关自动接cd,发光二极管熄灭,电动机起动,再倒入三混粉在容器中保温搅拌,搅拌均匀后,涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固.旋转开关接ab时电路消耗功率为1522 W,旋转开关接cd时电路消耗功率为1200 W,电动机正常工作的功率为1100 W,发光二极管L规格为“2 V 0.2 W”,R1是加热电热丝,R2是保温电热丝,R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻.(忽略温度对电阻的影响)

(1)用电器正常工作时,求保温电热丝R0的电阻值.

(2)液体乙烯材料质量为6 kg,初温为20℃,求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,液体乙烯材料吸收了多少热量[C液=1.8×103 J/(kg℃)]

(3)温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时,电路正常工作了6分40秒,该过程中加热电热丝产生的热量为多少?

答案:
解析:

  (1)保温电热丝消耗的功率:P保=Pcd-P动=1200 W-1100 W=100 W

  保温电热丝阻值:R2=U2/P保=(220 V)2/100 W=484 Ω

  (2)液体乙烯材料吸收热量:

  Q=C液mΔt=1.8×103 J/(kg℃)×6 kg×(70℃-20℃)=5.4×105 J

  (3)发光二极管正常工作的电流:IL=PL/UL=0.2 W/2 V=0.1 A

  发光二极管支路消耗的功率:P支=U×IL=220 V×0.1 A=22 W

  加热电热丝消耗的功率:P加=Pab-P支=1522 W-22 W=1500 W

  加热电热丝产生的热量:Q加=W加=P加t=1500 W×400 s=6×105 J


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