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(2012•三明)如图是某兴趣小组自制电热水器的电路图.电热丝R1的阻值为80Ω,R2的阻值为1130Ω,电源电压恒为2

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/05 22:06:57
(2012•三明)如图是某兴趣小组自制电热水器的电路图.电热丝R1的阻值为80Ω,R2的阻值为1130Ω,电源电压恒为220V,不计温度对电阻的影响.问:
(1)只闭合开关S1,电热水器处于保温状态,此时电路中的电流是多大?
(2)同时闭合开关S1、S2,电热水器处于加热状态,通电5min,恰好能使2kg水的温度升高20℃,则此过程中水吸收的热量是多少?损失的电能是多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)该热水器的最大功率P1与最小功率P2之比是多少?
(2012•三明)如图是某兴趣小组自制电热水器的电路图.电热丝R1的阻值为80Ω,R2的阻值为1130Ω,电源电压恒为2
(1)只闭合开关S1时,两电阻串联,
总电阻R=R1+R2=80Ω+1130Ω=1210Ω;
此时电路中的电流I=
U
R=
220V
1210Ω≈0.18A;
(2)水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×20℃=1.68×105J,
消耗的总电能:
W=
U2
R1t=
(220V)2
80Ω×300s=1.815×105J,
损失的电能:
W=W-Q=1.815×105J-1.68×105J=1.35×104J;
(3)电热水器处于加热状态时,电路为R1的简单电路,电路的电功率最大,则:
P1=
U2
R1,
电热水器处于保温状态时,两电阻串联,电路的总功率最小,则:
P2=
U2
R,
所以P1:P2=R:R1=1210Ω:80Ω=121:8.
答:(1)电热水器处于保温状态时,电路中的电流约为0.18A;
(2)电热水器处于加热状态时,通电5min水吸收的热量是1.68×105J,损失的电能是1.35×104J;
(3)该热水器的最大功率与最小功率之比是121:8.