图*是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未知),图乙为其简化电路原...
问题详情:
图*是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未知),图乙为其简化电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保*安全,闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题:
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?
(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?
(3)若某房间内空气质量为60 kg,空气温度为10 ℃,设空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少?
【回答】
(1)88 Ω;(2)7.5 A;(3)15 ℃。
【详解】
(1)根据题意知道,当闭合S1 时为“低温”档,此时R1单独接入电路,由P=U2/R知道,“低温”档正常工作时的电阻是:
R1 =U2/P低=(220V)2/550W=88Ω;
(2)由电路图知道,只闭合S1 为“低温”档,只闭合S2 为“中温”档,当同时闭合S1 、S2为高温档,此时R1、R2 并联,电路的总功率是:
P高温 =P低温+P中温=550W+1100W=1650W,
由P=UI知道,此时正常工作的电流是:
I=P高/U=1650W/220V=7.5A,
(3)若电暖器的“高温”档正常工作20分钟,则放出的热量是:
W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106 J;
根据题意知道,空气吸收的热量是:
Q吸=ηW=50%×1.98×106 J=0.99×106 J;
由Q吸=cm△t可知,房间内的空气升高的温度是:
△t=Q吸/cm=0.99×106J/1.1×103J/(kg•℃)×60kg=15℃。
【点睛】
本题考查的是电功率公式、效率公式和热量公式的应用,是一道电功与热量的综合,解题的关键是不同档位时电路连接方式的判断。
知识点:比热容
题型:计算题