问题详情:
多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg℃),g=10N/kg)
(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据;
(2)求R1的阻值;
项目 | 参数 |
电源电压(V) | 220 |
低温档功率(W) | 275 |
中温档功率(W) | 550 |
高温档功率(W) | 1100 |
容积(L) | 1 |
(3)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小;
(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
【回答】
(1)电路中的总电阻最小,由P=可知,总功率最大,所以此状态为高温档;
(2)88Ω;(3)1.25A;(4)420s。
【解析】(1)由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=可知,总功率最大,所以此状态为高温档;
(2)由图知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P=可知,总功率最小,此时为低温档;
当S2断开,S1闭合时,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温档。
由P=UI得,正常工作时通过R1的电流为:I1=P中/U =550W/220V=2.5A,
由I=U/R得,R1的阻值:R1=U/I1=220V/2.5A=88Ω
(3)由P=UI得,养生壶在低温档工作时电路中的电流为:
I低=P低/U=275W/220V=1.25A,
(4)由ρ=m/v可得,水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J,
由η=Q吸/W和W=Pt得,烧开一壶水需要的时间为:
t=w/P高=Q吸/ηP高=3.696×105J/1100W×80%=420s
知识点:电功率单元测试
题型:计算题