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【题目】CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单刀双掷开关S进行调节,R0R为电热丝.当开关S接加热档时,电路的功率为1000W,当开关S接保温档时,电路的总功率为44WR0R阻值恒定不变。

整壶水的质量

2kg

额定电压

220V

加热时的总功率

1000W

保温时的功率

44W

1)在保温档正常工作时,电路中的电流是多少?

2)电热丝R0R的阻值多大?

3)在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟,求这个热水壶的效率是多少?(c=4.2×103J/(·℃)

【答案】(10.2A 21051.6Ω 370%

【解析】试题分析:(1)根据题意,在保温档正常工作时,电路中的电流I=P/U=44W/220V=0.2A

(2)S2时热水杯为加热状态,此时功率1000W

电热丝R0的阻值是:R0=U2/P=(220V)2/1000W=48.4Ω

S1时热水杯为保温状态,此时功率500W,电路的总电阻是:R=U2/P=(220V)2/44W=1100Ω

电热丝R的阻值:R= R- R0=1100Ω-48.4Ω=1051.6Ω

(3)烧开整壶水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(·℃)×2kg×(100℃-30℃)=5.88×105J

消耗的电能:W=Pt=1000W×14min×60s=8.4×105J

热水壶的效率是:η=Q/W=(5.88×105J )/(8.4×105J) =70%

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