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学习了电流的热效应后,小明开始关注家里的电热水器,他发现电热水器的说明书上写有:额定电压220V、保温功率22W、加热功率1000W.如图所示为电路图,则:(1)若只闭合开关S1,电热水

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学习了电流的热效应后,小明开始关注家里的电热水器,他发现电热水器的说明书上写有:额定电压220V、保温功率22W、加热功率1000W.如图所示为电路图,则:
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(1)若只闭合开关S1,电热水器将处于___(选填“保温”或“加热”)状态,此时电热水器中的电流是多大?
(2)同时闭合开关S1、S2,通电5min,小明发现5kg水温度升高了10℃,此过程中水吸热的热量是多少?此状态下,该电热水器的效率是多少?(C=4.2×103J/(kg•C))
▼优质解答
答案和解析
(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,
由P=
U2
R
可知,电路中的功率较小,电热水器将处于保温状态;
由P=UI可得,此时电热水器中的电流:
I=
P保温
U
=
22W
220V
=0.1A;
(2)同时闭合开关S1、S2时,电路为R1的简单电路,电热水器处于加热状态,
水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×10℃=2.1×105J,
由P=
W
t
可得,电热水器消耗的电能:
W=P加热t=1000W×5×60s=3×105J,
该电热水器的效率:
η=
Q
W
×100%=
2.1×105J
3×105J
×100%=70%.
答:(1)保温;此时电热水器中的电流是0.1A;
(2)此过程中水吸热的热量是2.1×105J,该电热水器的效率是70%.
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