Question

【題目】圖甲是芳芳家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖,下表丙為其部分技術(shù)參數(shù)。R1、R2為發(fā)熱電阻,不考慮溫度對(duì)電阻的影響,且R2=3R1,S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān),1、2、3,4為觸點(diǎn),，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”“低檔”高檔”之間的切換（低檔為小功率加熱，高檔為大功率加熱）

（1）求加濕器處于低檔位置時(shí)的發(fā)熱功率;

（2）某次使用加溫器工作時(shí),加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量。如圖乙所示是該次使用加濕器工作30min的圖象,請(qǐng)計(jì)算加濕器在高檔正常工作時(shí)消耗的電能。如果電阻R1在此次高檔加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少℃?[計(jì)算結(jié)果保留整數(shù),水的比熱容為4.2×10３J/（kg·℃]

（3）一天,芳芳斷開(kāi)家中其他所有用電器,只接通加濕器在低加熱,發(fā)現(xiàn)家中如圖丁所的電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈,求此時(shí)電阻R１的實(shí)際加熱功率是多少?

Answer 1

【答案】（1）100W （2）14 （3）120W

【解析】

（1）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)接2、3時(shí)電路為兩電阻串聯(lián)電路，開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí)只有R1連入電路，比較兩種情況下電路中的總電阻，根據(jù)P=可知其功率關(guān)系，功率大的加熱狀態(tài)，否則為保溫狀態(tài)；

（2）水箱裝滿水時(shí)水的體積和水箱的容積相等，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，根據(jù)W=Pt求出加熱30min水吸收的熱量，不考慮熱損失W=Q吸，根據(jù)Q吸=cm△t求出水升高的溫度．

（3）根據(jù)題意求出轉(zhuǎn)27圈消耗的電能，根據(jù)P=求出點(diǎn)加熱器實(shí)際加熱功率。

（1）由圖甲知，開(kāi)關(guān)S接“1、2”時(shí)電路斷路為關(guān)；“2、3”時(shí)兩電阻串聯(lián)，接“3、4”時(shí)只有R1接入電路，電源電壓一定，由P＝可知，接“2、3”時(shí)電阻最大，為低檔，接“3、4”時(shí)電阻最小，為高檔；由圖乙知，高檔功率可得R1的阻值：R1＝＝121Ω；由題知，R2＝3R1，低檔發(fā)熱功率：P低＝＝100W；（2）由圖乙知，工作30min時(shí)，其中高檔10min，低檔20min，所以加濕器在高檔正常工作時(shí)消耗的電能：W＝W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J。高檔加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收即W高耗＝Q水＝2.4J,解得14.（3）電能表表盤上的參數(shù)2700r/kw.由題意得電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈消耗的電能Wkwh kwh, 此時(shí)電阻R１的實(shí)際加熱功率P0.12kw120W.