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1、專項訓練(十三) 電熱器的相關(guān)計算12017呼和浩特小王同學自制了一只“熱得快”，這只“熱得快”是用一根電阻為48.4 的電阻絲制成，將它接在220 V的家庭電路中使用。(1)求該“熱得快”5 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。(2)為了安全，小王同學將一只工作指示燈與電阻絲串聯(lián)使用，經(jīng)測量電阻絲消耗的功率為原來功率的81%，求指示燈的電阻。2小明家新添了一個多功能雙層煮蛋器，其簡化電路圖如圖1乙所示，R1和R2均為電阻絲(設(shè)電阻絲的阻值不變)。該煮蛋器有兩個擋位，低溫擋功率為40 W，高溫擋功率為1210 W。(1)求R1和R2的電阻。(2)小明在一次煮蛋時加入了1 kg初溫為20 的水，用高溫擋從加熱到

2、水剛好沸騰共用時6 min，求該煮蛋器加熱時的效率。水的比熱容c水4.2103 J/(kg)，大氣壓為標準大氣壓圖13家庭電路的電壓是220 V，某品牌的家用廚寶(小體積快速電熱水器)最大容積為10 L，處于加熱狀態(tài)時的電功率是2.1 kW，水加熱到60 時，加熱電路自動斷開，水溫降至40 時，加熱電路自動閉合，熱水器(貯滿水)在某段時間內(nèi)水的溫度隨時間的變化圖線如圖2所示(水1.0103 kg/m3，設(shè)電熱水器加熱時消耗的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為80%)。(1)將10 L水由40 加熱至60 至少消耗多少電能？c水4.2103 J/(kg)(2)電熱水器每加熱一次需要多長時間？(3)該電熱

3、水器在注滿水加熱至60 后繼續(xù)通電24小時(中間沒有用水)耗電多少度？圖24很多公共餐廳普遍使用高溫蒸汽消毒柜對物品消毒，圖3甲所示為自動設(shè)定消毒柜內(nèi)溫度的電路原理圖，其中定值電阻R010 ，為溫度指示計(其實質(zhì)是一只量程為00.6 A的電流表)，電源電壓保持不變，Rx為熱敏電阻，其阻值與溫度的關(guān)系如圖乙所示。圖3(1)若柜內(nèi)溫度t1為50 ，根據(jù)圖乙所示，Rx阻值是多少？此時對應的電流為0.2 A，求電源電壓U。(2)若柜內(nèi)溫度t1為50 ，消毒柜工作的電功率是多少？(3)若柜內(nèi)溫度t2為125 ，對應的電流為0.6 A，計算此時熱敏電阻的阻值。額定電壓220 V照明燈額定功率40 W加熱燈

4、額定功率500 W吹風機額定功率50 W5小璇回到老家時，天很冷，她發(fā)現(xiàn)洗澡需要用一種“浴霸”如圖4甲所示。該“浴霸”具有照明、吹風和加熱三個功能，其中照明燈L1和吹風機(用M表示)均可以單獨控制，加熱燈L2只有在吹風機啟動后才可以工作。如圖乙所示為“浴霸”的簡化電路圖，其銘牌如下表所示。圖4(1)求照明燈L1正常工作時的電阻。(2)求正常工作時通過加熱燈L2的電流。(3)通常在洗澡前10 min開啟加熱燈L2給浴室預熱，問在這10 min內(nèi)電路消耗的電能是多少？型號HX201504額定電壓220 V頻率50 Hz額定功率1210 W6養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的可以烹飪的容器，類似于電水壺，其

5、最大的特點是采用一種新型的電加熱材料，通過高溫把電熱膜電子漿料(金屬化合物)噴涂在玻璃表面形成面狀電阻，在兩端制作銀電極，通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)的水加熱。小明家買了一把養(yǎng)生壺(圖甲)，其銘牌如下表所示。圖5小明關(guān)閉了家中的其他用電器，并在壺中加入質(zhì)量為1 kg、初溫為25 的水，6 min將水燒開(標準大氣壓下)，c水4.2103 J/(kg)。(1)在加熱過程中家用電能表(圖乙)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn)，此過程中養(yǎng)生壺消耗的電能是多少？(2)養(yǎng)生壺的熱效率是多少？(3)請通過計算分析，該養(yǎng)生壺燒開水的過程中是否正常工作？參考答案1解：(1)該“熱得快”在5 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：QWt300 s310

6、5 J。(2)“熱得快”正常工作時的功率為P1000 W，則串聯(lián)指示燈后電阻絲消耗的功率為PP81%1000 W81%810 W，電路中的電流為I A，電路總電阻為R53.8 ，指示燈的電阻為R指示燈RR53.8 48.4 5.4 。2解：(1)開關(guān)S1、S2閉合時，電路為R2的簡單電路，煮蛋器處于高溫擋，R2的阻值R240 ；開關(guān)S1斷開、S2閉合時，R1與R2串聯(lián)，煮蛋器處于低溫擋，電路中的總電阻R1210 ，R1的電阻值R1RR21210 40 1170 。(2)標準大氣壓下水的沸點是100 ，則水吸收的熱量Q吸c水m(tt0)4.2103 J/(kg)1 kg80 3.36105 J，

7、消耗的電能WP高溫t1210 W660 s4.356105 J，該煮蛋器加熱時的效率77.1%。3解：(1)水的質(zhì)量m水水V1.0103 kg/m310103 m310 kg，10 L水由40 加熱至60 吸收的熱量Q吸c水m水t4.2103 J/(kg)10 kg(60 40 )8.4105 J，消耗的電能W1.05106 J。(2)電熱水器每加熱一次需要的時間t500 s。(3)由溫度隨時間變化的圖像得，每經(jīng)過一次加熱周期的時間：t1.39104 s500 s14400 s，則24小時一共加熱的次數(shù)：n6，即在24小時內(nèi)共加熱6次，電熱水器在注滿水加熱至60 后連續(xù)工作24小時(中間沒有用

8、水)耗電WnPt62.1 kW h1.75 kWh1.75度。4解：(1)當t150 ，Rx150 ；由串聯(lián)電路電阻關(guān)系可得：R總Rx1R050 10 60 ，由歐姆定律可得：UI1R總0.2 A60 12 V。(2)P1UI112 V0.2 A2.4 W。(3)當t2125 ，I20.6 A時，由歐姆定律可得：R總20 ；Rx2R總R020 10 10 。5解：(1)照明燈L1正常工作時的電阻為R11210 。(2)正常工作時通過加熱燈L2的電流是I22.27 A。(3)開啟加熱燈L2時，吹風機也會一起工作，在這10 min內(nèi)電路消耗的電能W(P2P3)t(500 W50 W)1060 s3.3105 J。6解：(1)養(yǎng)生壺消耗的電能為W kWh0.1 kWh3.6105 J。(2)水吸收的熱量為Q吸c水mt4.2103 J/(kg)1 kg(100 25 )3.15105 J，所以養(yǎng)生壺的效率為87.5%。(3)加熱時間t6 min360 s，養(yǎng)生壺的實際功率為P實1000 W，由養(yǎng)生壺銘牌知其額定功率P額1210 WP實，所以養(yǎng)生壺沒有正常工作。