額定電壓 | 220V | 容積 | 30L |
加熱功率 | 2000W | 保溫功率 | 800W |
分析 (1)分析開關(guān)接a和b的電路組成及電阻關(guān)系,根據(jù)P=U2R分析哪種情況電功率大,電功率大的為加熱狀態(tài),電功率小的為保溫狀態(tài);
已知電熱水器的容積,利用密度公式可求得水的質(zhì)量;
(2)由電功率公式的變形公式R=U2P求出電阻阻值.
(3)根據(jù)Q=cm△t可求得水需要吸收多少熱量.
(4)根據(jù)W=Pt求得需消耗多少電能,利用η=QW可求得加熱效率.
解答 解:(1)由電路圖可知,開關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí),兩電阻串聯(lián),電路電阻較大,開關(guān)S跳至a觸點(diǎn)位置時(shí),只有電阻R1接入電路,電阻R2被短路,此時(shí)電路電阻較小,電源電壓U一定,由P=U2R可知,電阻越大,電路功率越小,電阻越小,電熱水器功率越大,因此當(dāng)開關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí),電路阻值較大,電功率較小,電熱水器處于保溫狀態(tài).
已知電熱水器的容積V=30L=30dm3=0.03m3,
由ρ=mV可知,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
(2)當(dāng)開關(guān)S跳至a觸點(diǎn)位置時(shí),只有電阻R1接入電路,
由P=U2R可知,電阻阻值:
R1=U2P加熱=(220V)22000W=24.2Ω,
開關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí),兩電阻串聯(lián),
由P=U2R可知:
P保溫=U2R1+R2,即800W=\frac{{(220V)}^{2}}{24.2Ω+{R}_{2}},
解得R2=36.3Ω;
(3)水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(55℃-25℃)=3.78×106J.
(4)由P=\frac{W}{t}可得,加熱狀態(tài)下,熱水器正常工作35min需消耗電能W=P加熱t=2000W×35×60s=4.2×106J.
加熱效率η=\frac{Q}{W}×100%=\frac{3.78×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{6}J}×100%=90%.
答:(1)b;30;
(2)R2的阻值為36.3Ω;
(3)水箱中裝滿初溫為25℃的水,加熱使溫度升高到55℃,水需要吸3.78×106J熱量;
(4)在上述加熱狀態(tài)下,熱水器正常工作35min需消耗4.2×106J電能,加熱效率是90%.
點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對用電器電功率的分析以及運(yùn)用電功率公式計(jì)算相關(guān)物理量的能力,對學(xué)生來說有一定拔高難度.
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 一枚1元硬幣的質(zhì)量約6g | B. | 蝸牛爬行的速度約0.5m/s | ||
C. | 家用電風(fēng)扇正常工作的電流約3.2A | D. | 多數(shù)人脈跳動(dòng)100次用時(shí)約15min |
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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題
m(g) | G(N) | G/m(N/kg) |
100 | 1 | 10 |
200 | 2 | 10 |
300 | 1.5 | 5 |
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 絕緣體對電流的阻礙作用大,但能夠帶電 | |
B. | 金屬能夠?qū)щ姷脑蚴且驗(yàn)榻饘倮锩娴碾娮佣寄茏杂梢苿?dòng) | |
C. | 能夠?qū)щ姷奈矬w叫導(dǎo)體,不能導(dǎo)電的物體叫絕緣體 | |
D. | 絕緣體不能導(dǎo)電的原因是因?yàn)榻^緣體內(nèi)沒有電子 |
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