Question

如圖甲所示是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其性能指標(biāo)如下表所示．

額定電壓	額定加熱功率	指示功率	袋內(nèi)充水	自動斷電溫度
220V	500W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）由題意可知，紅色指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要　  　（選填“大”或“小”）得多；

（2）為了使用電熱水袋更加安全，有的電熱水袋里使用雙重溫控開關(guān)保護(hù)，也就是把兩個溫控開關(guān)　    　（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）起來使用；

（3）當(dāng)熱水袋原來的溫度是15℃時，在額定電壓下加熱10min指示燈就熄滅了，則此過程中水吸收的熱量是　     　 J，電熱水袋的發(fā)熱效率為　      　．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

 

Answer 1

【答案】

2.1×10⁵；70%

【解析】

試題分析：（1）由圖可見，紅色指示燈L和發(fā)熱體R是并聯(lián)的，兩電阻兩端的電壓相等，根據(jù)公式P=分析兩電阻阻值的大��；

（2）兩開關(guān)串聯(lián)時，相互影響，必須都閉合電路才能工作，并聯(lián)時，互不影響，閉合任何一個都能使電路工作；

（3）根據(jù)熱量的計算公式Q=cm△t計算出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt計算出消耗的電能，根據(jù)η=×100%就可以求出電熱水袋的發(fā)熱效率．

（1）由圖可見，紅色指示燈L和發(fā)熱體R是并聯(lián)的，兩端電壓相等，發(fā)熱體的功率要比指示燈的功率大得多，根據(jù)電功率的計算P=，在電壓U相等的情況下，功率P大的，電阻R反而小，因此發(fā)熱體的電阻要小于指示燈的電阻．

故答案為：大．

（2）因為電熱水袋里使用雙重溫控開關(guān)，也就是說只有這兩個開關(guān)都閉合時，電熱袋才可以工作，因此這兩個開關(guān)是串聯(lián)的．

故答案為：串聯(lián)．

（3）熱水袋中的水的質(zhì)量m=1kg，溫度從15℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量是

Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（65℃﹣15℃）=2.1×10⁵J．

消耗的電能是

W=Pt=500W×10×60s=3×10⁵J

則該電熱水袋的發(fā)熱效率為η=×100%=×100%=70%．

考點：串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的辨別；能量利用效率；熱量的計算；焦耳定律

點評：本題由電熱水袋入手考查相關(guān)的物理知識，尤其是最后一問求發(fā)熱袋的效率是解題的難點，關(guān)鍵是對公式的把握．