問題詳情:
一個有加熱和保温兩種狀態的微型電熱水器,內部簡化電路如圖所示,它由控制電路和工作電路兩部分組成,其中R0為熱敏電阻,它的阻值隨温度的升高而減小,開關S0和S都閉合時,電熱水器開始加熱,當電熱水器中水的温度達到50℃時,電磁鐵才會把銜鐵吸下,使B、C兩個觸點接通,電熱水器處於保温狀態。已知R1=44Ω,R2=2156Ω.求:
(1)將電熱水器水箱中2.2kg的水從15℃加熱到45℃,水吸收的熱量(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)電熱水器處於加熱狀態時工作電路的功率。
(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃,需要通電5min,電熱水器的加熱效率為多少?
(4)當温度達到50℃後,通電10min,R2產生的熱量。
【回答】
(1)2.772×105J;(2)1100W;(3)84%;(4)12936J
【詳解】
(1)水吸收的熱量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.2kg×(45℃﹣15℃)=2.772×105J;
(2)由題意可知,開關S0和S都閉合時,B觸點與A接通,電熱水器處於保温狀態,則電熱水器處於加熱狀態時工作電路的功率:
P加熱==1100W;
(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃時,水吸收的熱量為2.772×105J,由P=可得,通電5min內消耗的電能:
W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J,
電熱水器的加熱效率:
η=×100%=×100%=84%;
(4)當温度達到50℃後,電磁鐵會把銜鐵吸下,B觸點與C接通,R1與R2串聯,因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,所以,工作電路的電流:
I==0.1A,
則通電10min內R2產生的熱量:
Q2=I2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J。
答:(1)將電熱水器水箱中2.2kg的水從15℃加熱到45℃,水吸收的熱量為2.772×105J;
(2)電熱水器處於加熱狀態時工作電路的功率為1100W;
(3)將2.2kg的水從15℃加熱到45℃,需要通電5min,電熱水器的加熱效率為84%;
(4)當温度達到50℃後,通電10min,R2產生的熱量為12936J。
知識點:電功率
題型:計算題