20.重慶一中渝北校區(qū)新大樓已于近期投入使用.在二樓多功能教室外安裝了“商務式”的電熱飲水機,飲水機的銘牌數(shù)據(jù)如表所示,其電路原理圖如圖所示.該飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài),加熱前溫控開關S1處于閉合狀態(tài),閉合開關S后飲水機開始加熱,當水箱內(nèi)水溫達到98℃時,溫控開關S1自動斷開,飲水機處于保溫狀態(tài),當水溫降至一定溫度t時,S1又閉合重新加熱.求:
 水箱容量 額定電壓 加熱功率 保溫功率
 2L 220V 2200W 200W
(1)正常加熱時通過飲水機的電流多大?
(2)正常工作時電阻R2的阻值多大?
(3)閱讀說明書知道:若飲水機正常工作,該機的熱效率為80%左右,請計算將滿箱10℃的冷水加熱到溫控開關S1自動斷開,大約需要多少時間?【C=4.2×103(J/kg•℃)】

分析 (1)正常加熱時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出通過飲水機的電流;
(2)溫控開關S1閉合時,R1與R2并聯(lián),飲水機處于加熱狀態(tài);溫控開關S1斷開時,電路為R1的簡單電路,飲水機處于保溫狀態(tài);加熱功率減去保溫功率即為R2的電功率,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出正常工作時電阻R2的阻值;
(3)水箱裝滿水時水的體積和容積相等,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,根據(jù)Q=cm(t-t0)求出水吸收的熱量,根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的電能,利用P=$\frac{W}{t}$求出加熱時間.

解答 解:(1)由P=UI可得,正常加熱時通過飲水機的電流:
I=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A;
(2)溫控開關S1閉合時,R1與R2并聯(lián),飲水機處于加熱狀態(tài);
溫控開關S1斷開時,電路為R1的簡單電路,飲水機處于保溫狀態(tài);
因電路中總功率等于各用電器功率之和,
所以,R2的電功率:P2=P加熱-P保溫=2200W-200W=2000W,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,正常工作時電阻R2的阻值:
R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{2000W}$=24.2Ω;
(3)水箱裝滿水時水的體積:V=2L=2dm3=2×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
則水吸收的熱量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(98℃-10℃)=7.392×105J,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得,消耗的電能:
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.392×1{0}^{5}J}{80%}$=9.24×105J,
由P=$\frac{W}{t}$可得,需要的加熱時間:
t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{9.24×1{0}^{5}J}{2200W}$=420s.
答:(1)正常加熱時通過飲水機的電流為10A;
(2)正常工作時電阻R2的阻值為24.2Ω;
(3)將滿箱10℃的冷水加熱到溫控開關S1自動斷開,大約需要420s.

點評 本題考查了電功率公式、密度公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的應用,關鍵是知道電路的總功率等于各用電器功率之和.

練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

10.下列物體的質(zhì)量最接近50g的是(  )
A.一張郵票B.一元硬幣C.一本物理書D.一個雞蛋

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

11.小明家的太陽能集熱器中裝有40kg、35℃的水,經(jīng)太陽光照射溫度升高到45℃,水吸收的熱量是1.68×106J.用電熱水器對相同的水同樣加熱到45℃,用時20min,標有“900r/KW•h”字樣的電能表鋁盤轉(zhuǎn)過了450r(電路中只有電熱水器工作),則電熱水器消耗的電能是1.8×106J,功率是1500W.[c=4.2×103J/(Kg•℃)].

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:計算題

8.如圖為我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的一種越野車,越野車的質(zhì)量3650kg,其越野性能已經(jīng)超越了“悍馬”,坦克能去的地方它都能去,最大速度達100km/h.當越野車勻速爬上一高14m,長20m的陡坡時,機械效率為70%(g取10N/kg,汽油的熱值是4.6×107J/kg).求:
(1)越野車以最大速度行駛50km所需的時間;
(2)越野車爬坡時的牽引力;
(3)越野車爬坡時消耗的汽油質(zhì)量.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:計算題

15.隨著城市化建設的發(fā)展,許多家庭都住進了高樓大廈,小曦家住進新樓后,為了淋浴的方便,購置了一款某型號的電熱水器(其銘牌見下表),安裝在衛(wèi)生間的墻上,小曦在使用過程中發(fā)現(xiàn):
某型號電熱水器
額定電壓/V220
額定電功率/W2420
容積/dm350
商品特征:安全防電墻、防水、防塵、防潮
(1)注滿水的電熱水器,在額定電壓下連續(xù)加熱40min,熱水器上的溫度示數(shù)由22℃上升到46.2℃,已知水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃),水的密度為1.0×103kg/m3,求:
①此過程中水吸收的熱量是多少?②此過程中電熱水器的熱效率.
(2)該熱水器在某時間段使用時,20min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.4×106J,求通過電熱水器的電流和它工作的實際電壓.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:計算題

5.利用輪船上的電動機和纜繩從水庫底豎直打撈出一實心金屬塊,如圖甲、圖乙表示了電動機輸出的機械功率P與物體上升時間t的關系.已知:0~80s時間內(nèi),物體始終以v=0.1m/s的速度勻速上升,當t=80s時,物體底部恰好平穩(wěn)的放在輪船的水平甲板上,已知電動機的電壓為250V,物體上升過程中的摩擦阻力不計,求:

(1)湖水的深度h;
(2)物體的密度ρ;
(3)在0~50s時間內(nèi),若電動機的效率為80%,求電動機線圈電阻.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

12.在湖邊樹蔭下乘涼,發(fā)現(xiàn)地面上有很多圓形光斑,這是由于光的直線傳播形成的太陽(填“樹葉”或“太陽”)的像,她看到湖水中的魚,實際看到的魚是由于光的折射形成的虛像(“實”或“虛”)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:計算題

9.圖甲是建造大橋時所用的起吊裝置示意圖,使用電動機和滑輪組(圖中未畫出)將實心長方體A從河底豎直方向勻速吊起,鋼纜繩對A的拉力F1隨時間t變化的圖象如圖乙所示.A完全離開水面后,電動機對繩的拉力F大小為7.5×103N,滑輪組的機械效率為80%,A上升的速度始終為0.1m/s(g取10N/kg,不計鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重,不考慮風浪、水流等因素的影響).求:

(1)長方體A未露出水面時受到的浮力;
(2)長方體A在水中沒有開始起吊時,上表面受到水的壓強;
(3)未起吊前,長方體A對河底的壓強是多大;
(4)長方體A完全離開水面后,在上升過程中F的功率.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:計算題

10.我國自主研制的某新型戰(zhàn)斗機,具備超音速巡航、電磁隱身、超視距攻擊等優(yōu)異性能,該飛機最大起飛質(zhì)量為37t,最大飛行高度達20000m,最大航行速度達2.5倍聲速(合3060km/h),最大載油量為10t,飛機航行時所受阻力的大小與速度的關系如表:
速度v(m/s)100200300400500
阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104
飛機使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg.求:
(1)飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦?
(2)當飛機以300m/s的速度巡航時,飛機發(fā)動機的輸出功率是多少千瓦?
(3)若在飛機油箱中加滿燃油,并且以500m/s的速度巡航時,飛機的最大航程約是2.6×103km,則飛機發(fā)動機的效率是多少?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案