某电火锅装置的工作原理如图,两电阻丝的阻值相等,电源电压220V不变,它有高、中和低温三档,若已知电火锅处于低温档时电路
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/05 22:31:09
某电火锅装置的工作原理如图,两电阻丝的阻值相等,电源电压220V不变,它有高、中和低温三档,若已知电火锅处于低温档时电路的功率为250W.则:
![](http://img.wesiedu.com/upload/d/ae/daeaf5a498d6db8e328f0580e01bb3b9.jpg)
(1)当S1接 ___ (填:a或b),S2 ___ (填:闭合或断开),电火锅处于中温档;
(2)R的阻值多大?
(3)火锅处于高温档时电路的功率为多大?
(4)高温档加热时电能的70%转化为内能,把2kg、20℃的水烧开需多长时间?.
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(1)当S1接 ___ (填:a或b),S2 ___ (填:闭合或断开),电火锅处于中温档;
(2)R的阻值多大?
(3)火锅处于高温档时电路的功率为多大?
(4)高温档加热时电能的70%转化为内能,把2kg、20℃的水烧开需多长时间?.
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(1)设每根电阻丝的阻值为R,
当开关S1接b,S2断开时,两电阻串联,总电阻R1=2R;
当开关接a,S2闭合时,两电阻并联,电阻R2=
1
2R;
当开关S1接b,S2闭合时,上面的电热丝被短路,总电阻R3=R;
则由P=
U2
R可得,
当开关S1接b,S2断开时,电路功率P1=
U2
2R,电功率最小,即为低温档;
当开关S1接a,S2闭合时,电路功率P2=
U2
1
2R=
2U2
R,电功率最大,即为高温档;
当开关S1接b,S2闭合时,电路功率P3=
U2
R,电功率不是最大,也不是最小,即为中温档;
(2)当开关S1接b,S2断开时,电路处于低温档;由P1=
U2
2R可得,R=
U2
2P1=
(220V)2
2×250W=96.8Ω;
(3)当开关S1接a,S2闭合时,电路处于高温档,电路功率:P2=
U2
1
2R=
2U2
R=
2×(220V)2
96.8Ω=1000W;
(4)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/kg•℃×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
由Q=ηW可得,W=
Q
η=
6.72×105J
70%=9.6×105J,
由W=Pt可得,t=
Q
P=
9.6×105J
1000W=960s.
答:(1)b;闭合;
(2)R的阻值为96.8Ω;
(3)火锅处于高温档时电路的功率为1000W;
(4)高温档加热时电能的70%转化为内能,把2kg、20℃的水烧开需要的时间为960s.
当开关S1接b,S2断开时,两电阻串联,总电阻R1=2R;
当开关接a,S2闭合时,两电阻并联,电阻R2=
1
2R;
当开关S1接b,S2闭合时,上面的电热丝被短路,总电阻R3=R;
则由P=
U2
R可得,
当开关S1接b,S2断开时,电路功率P1=
U2
2R,电功率最小,即为低温档;
当开关S1接a,S2闭合时,电路功率P2=
U2
1
2R=
2U2
R,电功率最大,即为高温档;
当开关S1接b,S2闭合时,电路功率P3=
U2
R,电功率不是最大,也不是最小,即为中温档;
(2)当开关S1接b,S2断开时,电路处于低温档;由P1=
U2
2R可得,R=
U2
2P1=
(220V)2
2×250W=96.8Ω;
(3)当开关S1接a,S2闭合时,电路处于高温档,电路功率:P2=
U2
1
2R=
2U2
R=
2×(220V)2
96.8Ω=1000W;
(4)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/kg•℃×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
由Q=ηW可得,W=
Q
η=
6.72×105J
70%=9.6×105J,
由W=Pt可得,t=
Q
P=
9.6×105J
1000W=960s.
答:(1)b;闭合;
(2)R的阻值为96.8Ω;
(3)火锅处于高温档时电路的功率为1000W;
(4)高温档加热时电能的70%转化为内能,把2kg、20℃的水烧开需要的时间为960s.
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