電熱加溼器靠電流的熱效應工作。某種家用電熱加溼器相關參數、外形、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉...

問題詳情：

電熱加溼器靠電流的熱效應工作。某種家用電熱加溼器相關參數、外形、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產生熱量，使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環境溼度。當加熱倉中的水減少到一定程度時，自動閥門智能打開，水由儲水箱進入到加熱倉中。

（1）當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時，加溼器以最大運行功率工作，求電熱絲R1的電阻值。

（2）如果加熱倉內冷水的溫度爲20℃，用最大運行功率工作，經過5min36s，水沸騰產生蒸氣，求加熱倉中水的體積。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）。ρ水＝1×103kg/m3，電熱絲R1產生的熱量全部被水吸收。環境爲標準大氣壓]

（3）當滑片移到最右端時，氣霧調節器R2的阻值爲990Ω，加溼器以最低氣霧量工作，求此時電熱絲R1的電功率是多少瓦？

【回答】

（1）電熱絲R1的阻值爲1210Ω；（2）加熱倉中水的體積爲40cm3；（3）此時電熱絲R1的電功率是12.1W。

【解析】（1）當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時，氣霧調節器R2被短路，只有電熱絲R1工作，加溼器的功率最大，

由P＝UI＝可得，電熱絲R1的阻值：R1＝＝＝1210Ω；

（2）以最大功率工作t1＝5min36s＝336s電阻絲R1產生的熱量：

Q＝W＝Pt1＝40W×336s＝13440J，

因電阻絲R1產生的熱量全部被水吸收，所以，水吸收的熱量Q吸＝Q＝13440J，

標準大氣壓下水的沸點爲100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）得，水的質量：

m＝＝＝0.04kg＝40g，

由ρ＝可得，加熱倉中水的體積：V＝＝＝40cm3；

（3）當滑片移到最右端時，R2的最大阻值和R1串聯，因串聯電路中總電阻等於各分電壓之和，所以，電路中的電流：I＝＝＝0.1A，

此時電熱絲 R1的電功率：P1＝I2R1＝（0.1A）2×1210Ω＝12.1W。

知識點：電功率單元測試

題型：計算題