熱水箱容量 | 2L |
額定電壓 | 220V |
加熱時的功率 | 400W |
保溫時的功率 | 40W |
分析 (1)溫控開關(guān)S0斷開時,只有R2連入電路,分析電路電阻的大小,根據(jù)電功率公式分析電路功率大小可知飲水機處于哪種工作狀態(tài).
(2)飲水機處于加熱與保溫時的功率,由功率的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出電阻R1的阻值;
(3)已知熱水箱容量可求出水的質(zhì)量,又知初溫和末溫,利用Q=cm△t計算出吸收的熱量;
知道加熱效率,求出消耗的電能,又知道加熱時的功率,應(yīng)用功率公式求出加熱時間.
解答 解:(1)由電路圖可知,當S0斷開時,只有R2連入電路;當S0閉合時,R1、R2均被連入電路,
且為并聯(lián).兩種情況相比,當S0斷開時電路電阻大,飲水機的工作電流較小,
根據(jù)P=UI可知,此時飲水機消耗的電功率也較小,故當S0斷開時飲水機處于保溫狀態(tài).
(2)只用電阻R2接入電路時,飲水機處于保溫狀態(tài),
由P=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知,電阻R2的阻值R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$=1210Ω,
電阻R1、R2并聯(lián)時,飲水機處于加熱狀態(tài),
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,電路總電阻R總=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{(220V)^{2}}{400W}$=121Ω,
由并聯(lián)電路特點知:$\frac{1}{{R}_{總}}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$,
即:$\frac{1}{121Ω}$=$\frac{1}{1210Ω}$+$\frac{1}{{R}_{1}}$,解得:R1≈134.4Ω;
(3)由ρ=$\frac{m}{V}$可知,水的質(zhì)量:
m=ρV=103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
水吸收的熱量:Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J;
加熱效率為η熱=80%,
根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可知,
故消耗的電能為:W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{80%}$=6.3×105J,
由W=Pt可知,加熱時間為:t=$\frac{W}{{P}_{加熱}}$=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{400W}$=1575s.
答:(1)溫控開關(guān)S0斷開時,飲水機處于保溫狀態(tài).
(2)電阻R1的阻值是134.4Ω.
(3)將滿箱的水從20℃加熱到80℃需要的時間是1575s.
點評 本題考查學生對實際用電器電功率的分析以及運用電功率公式結(jié)合歐姆定律計算相關(guān)物理量的能力;分析清楚電路結(jié)構(gòu),知道何時飲水機處于加熱狀態(tài)、何時處于保溫狀態(tài),是正確解題的關(guān)鍵,靈活應(yīng)用功率的變形公式、并聯(lián)電路的特點可以正確解題.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 甲的電阻值隨著其兩端的電壓的增大而增大 | |
B. | 通過電阻乙中的電流與其兩端的電壓成正比 | |
C. | 將甲、乙兩個電阻并聯(lián)在電路中,當電路兩端的電壓為2V時,該電路中的總電流為0.3A | |
D. | 將甲、乙兩個電阻串聯(lián)在電路中,當電路中的電流為0.2A時,電路兩端的電壓為4V |
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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:填空題
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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:解答題
實驗次數(shù) | R/Ω | I/A |
1 | 5 | 0.6 |
2 | 10 | 0.3 |
3 | 20 | 0.15 |
實驗次數(shù) | U/V | I/A |
1 | 2 | 0.1 |
2 | 4 | 0.2 |
3 | 6 | 0.3 |
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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:解答題
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