一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏...
问题详情:
一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中R0为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关S0和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到50℃时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态。已知R1=44Ω,R2=2156Ω.求:
(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为多少?
(4)当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量。
【回答】
(1)2.772×105J;(2)1100W;(3)84%;(4)12936J
【详解】
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.2kg×(45℃﹣15℃)=2.772×105J;
(2)由题意可知,开关S0和S都闭合时,B触点与A接通,电热水器处于保温状态,则电热水器处于加热状态时工作电路的功率:
P加热==1100W;
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃时,水吸收的热量为2.772×105J,由P=可得,通电5min内消耗的电能:
W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J,
电热水器的加热效率:
η=×100%=×100%=84%;
(4)当温度达到50℃后,电磁铁会把衔铁吸下,B触点与C接通,R1与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,工作电路的电流:
I==0.1A,
则通电10min内R2产生的热量:
Q2=I2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J。
答:(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃,水吸收的热量为2.772×105J;
(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W;
(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃,需要通电5min,电热水器的加热效率为84%;
(4)当温度达到50℃后,通电10min,R2产生的热量为12936J。
知识点:电功率
题型:计算题