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  • 有一種XX-88型號(hào)電水壺的銘牌如圖1,圖2是電水壺的電路圖,R為加熱器,溫控器S是一個(gè)雙金屬片溫控開關(guān),當(dāng)溫度較低時(shí),其處于閉合狀態(tài),加熱器加熱.當(dāng)水沸騰后,會(huì)自動(dòng)斷開進(jìn)入保溫

    有一種XX-88型號(hào)電水壺的銘牌如圖1,圖2是電水壺的電路圖,R為加熱器,溫控器S是一個(gè)雙金屬片溫控開關(guān),當(dāng)溫度較低時(shí),其處于閉合狀態(tài),加熱器加熱.當(dāng)水沸騰后,會(huì)自動(dòng)斷開進(jìn)入保溫狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開關(guān)控制.若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計(jì),則:
    (1)電水壺正常工作時(shí),其加熱電阻的阻值是多大?
    (2)若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,現(xiàn)將2kg初溫為23℃的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要多長(zhǎng)時(shí)間?[水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃)].
    (3)當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí),通過加熱器的電流是0.2A,此時(shí)電阻R0的電功率是多少?
    物理人氣:414 ℃時(shí)間:2019-08-21 18:20:13
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)由P=
    U2
    R
    可知,加熱電阻:R=
    U2額
    P
    =
    (220V)2
    1100W
    =44Ω;    
    (2)水吸收的熱量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2×10-3m3×1.0×103kg/m3×(100℃-23℃)=6.468×105J,
    消耗的電能W=Q=6.468×105J,(1分)
    由W=Pt可知,t=
    W
    P
    =
    6.468×105J
    1100W
    =588s=9.8min;             
    (3)由I=
    U
    R
    可知,總電阻:R=
    U
    I
    =
    220V
    0.2A
    =1100Ω,
    因?yàn)榇?lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,所以保溫電阻:R0=R-R=1100Ω-44Ω=1056Ω,
    R0的電功率:P0=I2R0=(0.2A)2×1056Ω=42.24W.
    答:(1)電水壺正常工作時(shí),其加熱電阻的阻值是44Ω;
    (2)若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,現(xiàn)將2kg初溫為23℃的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要9.8min;
    (3)當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí),通過加熱器的電流是0.2A,此時(shí)電阻R0的電功率是42.24W.
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