问题详情:
如图*为常用的电热饮水机,其电路原理如图乙所示,该饮水机的额定电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝 (R1、R2的电阻不随温度变化).请问:
(1)当S闭合时,饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态,此时电路中的电流是多大?
(2)电热丝R1的电阻是多大?
(3)饮水机加热工作时,将0.5千克初温为20℃的水加热到97℃,需要多长时间?(假设电能全部转化为水的内能)
【回答】
【考点】电功与热量的综合计算.
【分析】(1)根据P=分析解答;利用P=UI求出电流;
(2)分别求出两种状态下的电阻,结合电路连接求出分电阻;
(3)利用物质吸热公式求出水吸收的热量,结合P=求出加热时间.
【解答】解:(1)根据P=可知当U一定时,R最小,P最大,因此当S闭合时,R1短路,电路中电阻最小,此时功率最大,饮水机处于加热状态;
由P=UI可得:I热===5A;
(2)因为当加热时只有R2工作,故R2===44Ω;
由P=可得,当饮水机处于保温状态时,R总===1100Ω
因为串联,故R1=R总﹣R2=1100Ω﹣44Ω=1056Ω;
(3)水吸收的热量为:
Q=cm△t
=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(97℃﹣20℃)
=1.617×105J;
因为电能全部转化为水的内能
故W=Q=1.617×105J
由P=可得:
t===147s
答:(1)加热;此时电路中的电流是5A;
(2)电热丝R1的电阻是1056Ω;
(3)饮水机加热工作时,将0.5千克初温为20℃的水加热到97℃,需要147s.
知识点:电功率单元测试
题型:计算题