Question

某學(xué)校食堂有一個(gè)電水壺的銘牌如表所示。如圖是電水壺的電路圖， R為加熱器，當(dāng)溫度較低時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱．當(dāng)水沸騰后，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)進(jìn)入保溫狀態(tài)．從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開(kāi)關(guān)控制．若加熱器電阻阻值不隨溫度變化而改變，且此時(shí)的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．則：

 

（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是多大？

（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)需要多長(zhǎng)時(shí)間？

（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)加熱器的電流是1A，此時(shí)電阻R₀的電功率是多少？

Answer 1

熱量計(jì)算；歐姆定律；電功率

解析： （1）由P=可得，加熱電阻的阻值：

R===11Ω；

（2）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，水吸收的熱量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣23℃）=3.234×10⁶J，

∵電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，

∴W=Q_吸=3.234×10⁶J，

∵W=Pt，

∴加熱時(shí)間：

t===735s；

（3）當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，R與R₀串聯(lián)，處于保溫狀態(tài)，

由歐姆定律可得，R兩端的電壓：

U_R=IR=1A×11Ω=11V，

∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴R₀的電壓：

U₀=U﹣U_R=220V﹣11V=209V，

此時(shí)電阻R₀的電功率：                      

P₀=U₀I=209V×1A=209W．

答：（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是11Ω；

（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)需要735s；

（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)加熱器的電流是1A，此時(shí)電阻R0的電功率是209W．

答案：（1）11Ω；（2）735s；（3）209W