小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当...
问题详情:
小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝.使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:
额定电压 | 220V |
频率 | 50Hz |
保温功率 | 220W |
加热功率 | 1980W |
水箱容量 | 50L |
设定温度 | 40℃ |
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将一箱水加热至设定温度时水吸收的热量为4.2×106J,用了50min,则电热水器的效率是多少?
【回答】
【考点】电功与热量的综合计算.
【分析】(1)当开关S1闭合时,热水器处于保温状态,利用P=求出电热丝的电阻;
(2)当两开关都闭合时,两电阻并联处于加热状态,结合保温状态下的功率,求出R2在加热状态时的功率,利用P=UI求出通过的电流;
(3)根据W=Pt求出电热水器消化的电能,然后根据η=×100%即可求出效率.
【解答】解:(1)当只有S1闭合时,R1单独工作,用电器处于保温状态;
由P=可得:R1===220Ω;
(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,处于加热状态,
R2的功率为P2=P﹣P1=1980W﹣220W=1760W,
由P=UI可得电热丝R2的电流是:
I2===8A;
(3)根据题意可知,Q=4.2×106J,
由P=可得消耗的电能:W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J
热水器的效率为:
η=×100%=×100%≈70.7%.
答:(1)电热丝R1的阻值是220Ω;
(2)加热时流过电热丝R2的电流是8A;
(3)电热水器的效率是70.7%.
知识点:焦耳定律
题型:计算题