有一款新型智能电热水壶,有高、中、低三档,并可以手动调节,它的等效电路图如图所示,其中R1=R2=88Ω,均为...
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有一款新型智能电热水壶,有高、中、低三档,并可以手动调节,它的等效电路图如图所示,其中R1=R2=88Ω,均为电热丝,单*双掷开关S2可接a或b.
(1)开关S1、S2处于什么状态时,电热水壶处于低温档?
(2)电热水壶处于中温档时的电流是多大?
(3)用高温档加热时,电功率是多大?把1kg水从20℃加热到100℃需要多长时间?(已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,时间计算结果保留整数即可).
【回答】
(1)当S1断开,S2接b时,电热水壶处于低温档;(2)2.5A;(3)1100W; 305s。
【详解】
(1)由电路图知,当S1断开,S2接b时,RR2串联,电路总电阻最大,电源电压U一定,由P=可知,此时总功率小,电热水壶处于低温挡。
(2)由电路图知,当S1闭合,S2接b时,只有R1连入电路,电路中电阻较大,不是最大,电源电压U一定,由P=可知,此时总功率较小,电热水壶处于中温挡;则处于中温档时的电流
I==2.5A
(3)当当S1闭合,S2接a时,RR2并联,总电阻最小,由P=可知,总功率最大,电热水壶处于高温挡,RR2并联时,总电阻
R并==44Ω
高温档加热时,电路消耗的功率
P高==1100W
把1kg水从20℃加热到100℃吸收的热量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J
不计热量损失
W=Q=3.36×105J
由P=可得,所需时间
t==≈305s
知识点:焦耳定律
题型:计算题