分析 (1)由電路圖可知,當(dāng)只有開關(guān)S1閉合時電路為R1的簡單電路,當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點判斷兩種情況下電路中電阻的大小,再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷電熱水瓶的狀態(tài);由表格數(shù)據(jù)可知此時電熱水瓶的電功率,根據(jù)P=UI求出通過電熱水瓶的電流;
(2)由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R1的電阻;再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得電熱水瓶加熱時的電阻;利用并聯(lián)電路的電阻特點可求得R2電阻;
(3)先根據(jù)m=ρV求出瓶內(nèi)水的質(zhì)量,再根據(jù)Q=cm(t-t0)求出瓶內(nèi)水吸收得熱量,由W=Pt求出消耗的電能,代入η=$\frac{Q}{W}$即可求出加熱時電熱水瓶的熱效率.
解答 解:(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時,R1、R2并聯(lián),并聯(lián)時的總電阻小于任何一個分電阻;
當(dāng)只有開關(guān)S1閉合時電路為R1的簡單電路,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,只有開關(guān)S1閉合時,電路中的總功率最小,電熱水瓶處于保溫狀態(tài);
由P=UI可得,此時保溫時通過電熱水瓶的電流:
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A;
(2)由I=$\frac{U}{R}$可得,R1=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω,
由P=UI可得,加熱時通過電熱水瓶的電流:
I′=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A,
并聯(lián)電路的總電阻R=$\frac{{P}_{加熱}}{I′}$=$\frac{1100W}{5A}$=220Ω,
由并聯(lián)電路的電阻特點可知,$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{1}}+\frac{1}{{R}_{2}}$,
$\frac{1}{220Ω}$=$\frac{1}{2200Ω}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$,
解得R2≈244.4Ω;
(3)水的體積V=2L=2×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,瓶內(nèi)水的質(zhì)量為:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
瓶內(nèi)水吸收的熱量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J,
由P=$\frac{W}{t}$可得,消耗的電能:
W=P2t=1100W×10×60s=6.6×105J,
熱水瓶效率:
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%≈95.5%.
答:(1)保溫時通過電熱水瓶的電流是0.1A;
(2)電阻R1為2200Ω;R2是244.4Ω;
(3)加熱時電熱水瓶的熱效率是95.5%.
點評 本題考查電流、電阻的計算,水吸熱的計算以及消耗電能和熱效率的計算,綜合性較強(qiáng),關(guān)鍵是根據(jù)理解電熱器銘牌的含義.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電磁波不能在真空中傳播 | |
B. | 手機(jī)通話時,正在發(fā)聲的揚聲器沒有振動 | |
C. | 電磁波在空氣中的傳播速度是340m/s | |
D. | 手機(jī)無線上網(wǎng)是利用電磁波傳輸數(shù)字信號 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 10V | B. | 7.5V | C. | 3.5V | D. | 2.5V |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:多選題
A. | 燈L短路 | B. | 燈L斷路 | C. | 電阻R短路 | D. | 電阻R斷路 |
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科目:初中物理 來源: 題型:計算題
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