小夢家新買了一口電飯鍋,如圖*所示.通過檢視說明書,發現電飯鍋工作時有兩種狀態:一種是鍋內的水燒乾以前的加熱狀...
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問題詳情:
小夢家新買了一口電飯鍋,如圖*所示.通過檢視說明書,發現電飯鍋工作時有兩種狀態:一種是鍋內的水燒乾以前的加熱狀態,另一種是水燒乾後的保溫狀態.圖乙是電飯鍋的電路圖,R2=60.5Ω,保溫時總功率為100W.
(1)自動開關S接通時,電飯鍋處於哪種狀態?此時電功率多大?
(2)R1的阻值多大?
(3)用電飯鍋將5kg水加熱升溫20℃(整個過程不計能量損失),需要多長時間?
【回答】
【考點】電功與熱量的綜合計算;電功率的計算.
【分析】(1)自動開關S接通時,電路為R2的簡單電路,電路中的總電阻最小,根據P=UI=可知電路的總功率最大,據此判斷電飯鍋的狀態,根據P=UI=求出此時電功率;
(2)自動開關S斷開時,R1與R2串聯,電路的總電阻最大,根據P=UI=可知電路的總功率最小,電飯鍋處於保溫狀態,根據P=UI=求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯求出R1的阻值;
(3)根據Q吸=cm△t求出水吸收的熱量,整個過程不計能量損失,根據Q=W=Pt求出需要的加熱時間.
【解答】解:(1)自動開關S接通時,電路為R2的簡單電路,電路中的總電阻最小,
由P=UI=可知,電路的總功率最大,電飯鍋處於加熱狀態,
此時電功率:
P加熱===800W;
(2)自動開關S斷開時,R1與R2串聯,電路的總電阻最大,
由P=UI=可知,電路的總功率最小,電飯鍋處於保溫狀態,
此時電路中的總電阻:
R===484Ω,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=R﹣R2=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω;
(3)水吸收的熱量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×20℃=4.2×105 J,
整個過程不計能量損失,由Q=W=Pt可得需要的加熱時間:
t====525s.
答:(1)自動開關S接通時,電飯鍋處於加熱狀態,此時電功率為800W;
(2)R1的阻值為423.5Ω;
(3)用電飯鍋將5kg水加熱升溫20℃,需要525s.
知識點:焦耳定律
題型:計算題
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