(2011•张掖模拟)如表及图所示,是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内

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  • 解题思路:(1)分析开关S0断开前后电路电阻的变化,根据P=

    U

    2

    R

    分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态,然后根据表格数据得出对应的功率;

    (2)S0断开时,饮水机处于保温状态,知道保温功率,根据P=

    U

    2

    R

    求出电阻R2的阻值;

    (3)知道加热功率和额定电压,根据P=

    U

    2

    R

    求出电路中的总电阻,再根据P=

    U

    2

    R

    求出该电热器两端的实际电压只有198V时的实际加热功率,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量,利用效率公式求出电热器放出的总热量,再根据Q=W=Pt求出所需的加热时间.

    (1)当开关S0闭合时R1与R2并联,当开关S0断开后电路为R2的简单电路;

    ∵电阻越并越小、小于任何一个分电阻,

    ∴根据P=

    U2

    R可知,开关S0断开时,电路中的电阻最大,电功率最小,饮水机处于保温状态,

    由表格中数据可知,饮水机的功率为50W;

    (2)断开时,饮水机处于保温状态,且P=50W,

    由P=

    U2

    R得:R2=

    U2

    P保温=

    (220V)2

    50W=968Ω;

    (3)加热时,饮水机的总电阻:

    R=

    U2

    P加热=

    (220V)2

    500W=96.8Ω,

    该电热器两端的实际电压只有198V时的实际功率:

    P加热′=

    U实际2

    R=

    (198V)2

    96.8Ω=405W,

    水所需吸收热量:

    Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(95℃-20℃)=3.15×105J,

    电热器放出的总热量:

    Q=

    Q吸

    η=

    3.15×105J

    90%=3.5×105J,

    根据Q=W=Pt可得,加热所需时间:

    t=[W

    P加热′=

    Q总

    P加热′=

    3.5×105J/405W]≈864.2s.

    答:(1)50;

    (2)R2的阻值为968Ω;

    (3)需要的加热时间约为864.2s.

    点评:

    本题考点: 电功与热量的综合计算;电功率的计算.

    考点点评: 本题为电学和热学的综合计算题,考查了学生对热量公式、电功率公式、效率公式、电功公式的掌握和运用,涉及到电路动态分析、从铭牌搜集有用信息,属于难题.

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