6.如圖所示是某煲湯用的電熱鍋的工作電路圖,ND為標(biāo)有“8V  100mA”的指示燈,R1為限流電阻,R2、R3是阻值分別為403.5Ω、36.5Ω的發(fā)熱電阻.接通電源,閉合S1、S2,電熱鍋開始加熱,當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到100℃時,S2自動斷開,S1仍閉合,維持小火燉煮.求:
(1)要使指示燈正常發(fā)光,R1的阻值是多少?
(2)小火燉煮時發(fā)熱電阻的功率是多少?
(3)在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,電熱鍋將5L,20℃的水燒開需要28min,則吸收的熱量是多少?電熱鍋的功率是多少?(不計熱損失)【水的比熱容為4.2×103J/(kg•℃),密度為1.0×103kg/m3

分析 (1)由指示燈的銘牌找出燈的額定電壓與額定電流,由串聯(lián)電路特點求出電阻R1兩端的電壓,然后由歐姆定律求出電阻的阻值;
(2)分析電路結(jié)構(gòu),明確小火燉煮時電路連接情況,由串聯(lián)電路特點及功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$時發(fā)熱電阻的功率;
(3)由吸熱公式Q=cm△t求出水吸收的熱量,然后由P=$\frac{W}{t}$求出電熱鍋的功率

解答 解:(1)由串聯(lián)電路特點知,指示燈正常發(fā)光時,
電阻兩端的R1電壓U1=U-U=220V-8V=212V,
指示燈正常發(fā)光,R1的阻值R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{燈}}$=$\frac{212V}{0.1A}$=2120Ω;
(2)小火燉煮時,S1閉合,S2斷開,由電路圖知,此時電阻R2與R3串聯(lián)接在電源上,
小火燉煮時發(fā)熱電阻的功率P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$=$\frac{(220V)^{2}}{403.5Ω+36.5Ω}$=110W;
(3)由ρ=$\frac{m}{V}$可知,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg,
水燒開時,水所吸收的熱量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J,
電熱鍋的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{60s×28}$=1000W;
答:(1)要使指示燈正常發(fā)光,R1的阻值是2120Ω;
(2)小火燉煮時發(fā)熱電阻的功率是110W;
(3)吸收的熱量是1.68×106J,電熱鍋的功率是1000W.

點評 本題是一道算題,考查了求保護(hù)電阻阻值、求小火燉煮時電阻的發(fā)熱功率、求加熱時的功率等問題,熟練掌握串聯(lián)電路特點、功率公式、熱量公式,即可答題;解題時注意單位換算.

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