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(2014•郯城县模拟)有一种XX-88型号电水壶的铭牌如图1,图2是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热.当水沸腾后,
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(2014•郯城县模拟)有一种XX-88型号电水壶的铭牌如图1,图2是电水壶的电路图,R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热.当水沸腾后,会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制.若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,则:
(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是多大?
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将2kg初温为23℃的水在1标准大气压下烧开需要多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)].
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是0.2A,此时电阻R0的电功率是多少?
(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是多大?
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将2kg初温为23℃的水在1标准大气压下烧开需要多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)].
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是0.2A,此时电阻R0的电功率是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)由P=
可知,加热电阻:R=
=
=44Ω;
(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2×10-3m3×1.0×103kg/m3×(100℃-23℃)=6.468×105J,
消耗的电能W=Q吸=6.468×105J,(1分)
由W=Pt可知,t=
=
=588s=9.8min;
(3)由I=
可知,总电阻:R串=
=
=1100Ω,
因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以保温电阻:R0=R串-R=1100Ω-44Ω=1056Ω,
R0的电功率:P0=I2R0=(0.2A)2×1056Ω=42.24W.
答:(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是44Ω;
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将2kg初温为23℃的水在1标准大气压下烧开需要9.8min;
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是0.2A,此时电阻R0的电功率是42.24W.
U2 |
R |
| ||
P |
(220V)2 |
1100W |
(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2×10-3m3×1.0×103kg/m3×(100℃-23℃)=6.468×105J,
消耗的电能W=Q吸=6.468×105J,(1分)
由W=Pt可知,t=
W |
P |
6.468×105J |
1100W |
(3)由I=
U |
R |
U |
I |
220V |
0.2A |
因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以保温电阻:R0=R串-R=1100Ω-44Ω=1056Ω,
R0的电功率:P0=I2R0=(0.2A)2×1056Ω=42.24W.
答:(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是44Ω;
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将2kg初温为23℃的水在1标准大气压下烧开需要9.8min;
(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是0.2A,此时电阻R0的电功率是42.24W.
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