题目内容

【题目】如图甲所示是某品牌的家用电热水瓶，它具有加热、保温、电动出水及干 烧断电功能，其简化的等效电路如图乙所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶 底发热盘的温度达到120°C时自动断开。闭合开关S2时发热盘对水加热，水沸腾后开 关S2自动断开，电热瓶处于保温状态。闭合开关S3时，电磁泵将水抽出。若电热水瓶 保温功率为50W，加热功率为1000W，定值电阻R3的阻值为200Ω：

(1)定值电阻R1的电阻值是多少；

(2)当闭合开关S3时，电磁泵正常工作两端电压为20V，电磁泵的电功率是多少；

(3)若电热水瓶的热效率为90%，在一个标准大气压下将3L初温为30°C的水加热至沸腾需要多少时间。（c水=4.2×103J/（kg°C）

【答案】(1) 968Ω；(2) 20W；(3) 98s

【解析】

(1)分析电路可知，当电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中只有R1工作，由P保温=得

R1===968Ω

定值电阻R1的电阻值是968Ω。

(2)闭合开关S3，电磁泵与R3串联，R3两端的电压

U3=U-U泵=220V-20V=200V

通过R3的电流

I3===1A

电磁泵与R3串联，故通过电磁泵的电流

I泵=I3=1A

电磁泵的电功率

P泵=U泵I泵=1A20V=20W

电磁泵的电功率为20W。

(3)在一个标准大气压下水的沸点是100℃，水的质量

m=ρV=1.0103kg/m3310-3m3=3kg

水加热至沸腾吸收的热量

Q=cmt=4.2×103J/（kg°C）3kg(100℃-30℃)=8.82105J

若电热水瓶的热效率为90%，则需要的电能为

W===9.8105J

需要加热时间

t===98s

水加热至沸腾需要98s。

答：(1)定值电阻R1的电阻值是968Ω；

(2)当闭合开关S3时，电磁泵正常工作两端电压为20V，电磁泵的电功率是20W；

(3)若电热水瓶的热效率为90%，在一个标准大气压下将3L初温为30°C的水加热至沸腾需要98s。

练习册系列答案
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