(2013•武汉模拟)如图所示为一制胶厂熬胶时的电加热器的电路原理图.

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  • 解题思路:由电路图可知,(1)当双刀双掷开关掷向下方时,两电阻并联,电路的总电阻为单根电热丝电阻的一半,此时电路的总功率最大处于加热升温阶段,利用R=

    U

    2

    P

    求出其大小;

    (2)当双刀双掷开关掷向上方时,两电阻串联,电路的总电阻为单根电热丝电阻的2倍,此时电路的总功率最小处于恒温加热阶段,利用Q=W=

    U

    2

    R

    t求出1min向环境散的热,利用欧姆定律求出通过加热器的电流;

    (3)根据W=Pt求出电流做的总功,根据Q=cm△t求出胶吸收的热量,利用η=[Q/W]×100%求出加热器的效率.

    (1)加热升温阶段、双刀双掷开关的状态应是掷向下方的,此时,两电阻并联,则P=

    U2

    R

    2,

    所以R=

    2U2

    P=

    2×(220V)2

    1210W=80Ω;

    (2)保持恒温时,双刀双掷开关的状态应是掷向上方的,此时,两电阻串联.

    1min向环境散热:

    Q=Pt=

    U2

    2Rt=

    (220V)2

    2×80Ω×60s=18150J,

    通过加热器的电流:

    I=[U/2R]=[220V/2×80Ω]=1.375A;

    (3)电流做的功:

    W=Pt=1210W×30×60s=2.178×106J,

    胶吸收的热量:

    Q=cm△t=3×103J/(kg•℃)×10kg×(80℃-20℃)=1.8×106J,

    加热器的效率:

    η=[Q/W]×100%=

    1.8×106J

    2.178×106J×100%≈83%.

    答:(1)每根电热丝的阻值为80Ω;

    (2)胶每1min向环境散热为18150J,此时通过加热器的电流为1.375A;

    (3)加热器的效率约为83%.

    点评:

    本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用.

    考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及电功率、电功、电阻、电流、吸热、效率的计算,关键是欧姆定律和电功率公式等灵活应用,难点是双刀双掷开关处于不同位置时电路串并联的辨别.