【題目】飲水機是一種常用的家用電器,其加熱水槽部分工作原理電路圖如圖所示,其中S是一個溫控開關(guān),R1為電加熱管,當飲水機處于加熱狀態(tài)時,水被迅速加熱,達到預(yù)定溫度時,S自動切換到另一處于保溫狀態(tài).請回答下列問題:

1A、B是兩種不同顏色的指示燈.如果用紅色表示正在對水加熱,黃色表示保溫,請標明指示燈的顏色,應(yīng)該是A 色,B 色.

2)若飲水機加熱時加熱管的功率為550W,而保溫時加熱管的功率為88W,求電阻R2的阻值(不考慮溫度對阻值的影響,且不計指示燈的阻值).

3)若加熱水槽儲水1.0kg,將其從初溫20℃加熱到100℃,加熱管的熱效率為90%,試計算出加熱需要多少時間?

【答案】1)紅;黃;

2)電阻R2的阻值為132Ω;

3)加熱需要678.8s

【解析】試題分析:(1)從圖中的電路可以看出,加熱時應(yīng)該是電加熱管正常工作,而保溫時應(yīng)該是電加熱管無法達到額定電壓而不能正確工作時的狀態(tài),再結(jié)合串聯(lián)分壓的原理可以看出,當給電加熱管串聯(lián)了一個新的電阻時,必然會使其電壓變小,不能正常工作,據(jù)此可判斷兩指示燈的顏色;

2)已知加熱時加熱管的功率,根據(jù)公式R=可求R1的大;根據(jù)公式P=I2R可求保溫時的電流,根據(jù)總電壓和電流求出電路的總電阻,最后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出電阻R2的大小;

3)根據(jù)Q=cmt﹣t0)求出水吸收的熱量,利用η=×100%求出消耗的電能,最后根據(jù)P=求出加熱管所需的加熱時間.

解:(1)讀圖可知,當電加熱管與指示燈A串聯(lián)時,能在額定電壓下工作,此時指示燈應(yīng)為紅色;當電加熱管與R2串聯(lián)時,兩電阻共同分擔(dān)電源電壓,使電加熱管不能正常工作,因此,處于保溫狀態(tài),此時指示燈B應(yīng)為黃色.

2)加熱時,加熱管的電功率P1=550W,由P=可得:

R1===88Ω,

保溫時,加熱管的電功率P2=88W,由P=I2R可得,通過加熱管的電流:

I===1A,

I=可得,此時電路的總電阻:

R===220Ω,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,R2=R﹣R1=220Ω﹣88Ω=132Ω;

3)水吸收的熱量:

Q=cmt﹣t0=4.2×103J/kg℃×1.0kg×100℃﹣20℃=3.36×105J,

η=×100%可得,消耗的電能:

W===×105J,

P=可得,加熱所需要的時間:

t==≈678.8s

答:(1)紅;黃;

2)電阻R2的阻值為132Ω;

3)加熱需要678.8s

練習(xí)冊系列答案
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A.只能選擇4.5V的電池組

B.只能選擇6V的電池組

C.兩電池組均可選用

D.須將其變成10.5V的電池組使用

(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實物電路連接完整.

(3)為測小燈泡的額定功率,移動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為 V,此時電流表示數(shù)如圖丙所示,其值為 A,小燈泡的額定功率為 W.

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