题目内容

【题目】小明家准备买某品牌的电热水器,售货员向他宣传该电热水器注满水时,水温从20℃加热至设定温度仅需要30min,为了验证售货员的话是否正确,小明查阅了该电热水器的说明书。电热水器部分参数如表所示,简化电路图如图所示,S2是温控开关,当水温低于设定温度时自动闭合,达到设定温度时自动断开。使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作,求:[水的密度为ρ1.0×103kg/m3,水的比热容为c4.2×103J/kg℃)]

额定电压

220V

频率

50Hz

保温功率

220W

加热功率

1980W

水箱容积

50L

设定温度

40℃

(1)电热丝R1的阻值;

(2)加热时流过电热丝R2的电流;

(3)售货员的话可信吗?请你通过计算说明理由。

【答案】(1) 220Ω(2) 8A(3)不可信,因为30min内电热水器产生热量小于水加热到设定温度所吸收的热量

【解析】

(1)由图知,当只有S1闭合时,R1单独工作,电源电压一定,此时电阻较大,由P知,功率较小,用电器处于保温状态;由PUI可得

R1220Ω

电热丝R1的阻值为220Ω

(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,此时电路中电阻较小,功率较大,处于加热状态,R2的功率为

P2P加热P保温1980W220W1760W

PUI可得电热丝R2的电流

I28A

加热时流过电热丝R2的电流为8A

(3)电热水器30min消耗电能

WP加热t1980W×30×60s3.564×106J

ρ可得热水器注满水时水的质量

mρV1.0×103kg/m3×50×103m350kg

水吸收的热量为

Qcmt4.2×103J/kg℃)×50kg×(40℃﹣20℃)=4.2×106J

因为WQ,所以这个热水器在30min内加热到设定温度的说法不可信。

答:(1)电热丝R1的阻值是220Ω

(2)加热时流过电热丝R2的电流是8A

(3)不可信,因为30min内电热水器产生热量小于水加热到设定温度所吸收的热量。

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