电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓...

问题详情：

电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。

（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。

（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）。ρ水＝1×103kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压]

（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？

【回答】

（1）电热丝R1的阻值为1210Ω；（2）加热仓中水的体积为40cm3；（3）此时电热丝R1的电功率是12.1W。

【解析】（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器R2被短路，只有电热丝R1工作，加湿器的功率最大，

由P＝UI＝可得，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝1210Ω；

（2）以最大功率工作t1＝5min36s＝336s电阻丝R1产生的热量：

Q＝W＝Pt1＝40W×336s＝13440J，

因电阻丝R1产生的热量全部被水吸收，所以，水吸收的热量Q吸＝Q＝13440J，

标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）得，水的质量：

m＝＝＝0.04kg＝40g，

由ρ＝可得，加热仓中水的体积：V＝＝＝40cm3；

（3）当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联，因串联电路中总电阻等于各分电压之和，所以，电路中的电流：I＝＝＝0.1A，

此时电热丝 R1的电功率：P1＝I2R1＝（0.1A）2×1210Ω＝12.1W。

知识点：电功率单元测试

题型：计算题